Wstęp - dlaczego sektor gazowy musi się zmieniać

Branża gazowa w Polsce, podobnie jak w całej Unii Europejskiej, stoi przed ogromnym wyzwaniem. Z jednej strony gaz ziemny jest postrzegany jako paliwo przejściowe w transformacji energetycznej - emituje około 50% mniej CO2 niż węgiel przy wytwarzaniu energii elektrycznej. Z drugiej strony, aby osiągnąć cel neutralności klimatycznej UE do 2050 roku, sektor gazowy musi przejść własną rewolucję i drastycznie zmniejszyć swój ślad węglowy. W niniejszym artykule analizujemy, jak polskie firmy gazowe adaptują się do tych wymagań i jakie innowacyjne, ekologiczne rozwiązania wdrażają.

Biometan - zielona alternatywa dla gazu ziemnego

Jednym z najszybciej rozwijających się kierunków transformacji sektora gazowego w Polsce jest produkcja i wykorzystanie biometanu.

Czym jest biometan i jak powstaje

Biometan to oczyszczony biogaz, który jakościowo odpowiada parametrom gazu ziemnego i może być bezpośrednio wprowadzany do sieci gazowej. Powstaje w procesie:

  1. Produkcji biogazu - poprzez fermentację beztlenową biomasy (odpadów rolniczych, osadów ściekowych, odpadów komunalnych)
  2. Oczyszczania - usuwania CO2, H2S, siloksanów i innych zanieczyszczeń
  3. Wzbogacania - dostosowania parametrów kalorycznych do wymogów sieci gazowej

W przeciwieństwie do konwencjonalnego gazu ziemnego, biometan jest odnawialnym źródłem energii. Emisje CO2 powstające przy jego spalaniu są równoważone przez CO2 absorbowane przez rośliny wykorzystywane do jego produkcji, co czyni go paliwem neutralnym klimatycznie.

Rozwój biometanu w Polsce

Polski rynek biometanu znajduje się w początkowej fazie rozwoju, ale w ostatnich dwóch latach obserwujemy znaczne przyspieszenie:

  • PGNiG Biometan (obecnie część Orlenu) - w 2022 roku uruchomił program inwestycyjny zakładający budowę 20 biometanowni do 2025 roku oraz osiągnięcie produkcji 1 mld m³ biometanu rocznie do 2030 roku
  • Polenergia Biogaz - realizuje projekt 5 instalacji biometanowych o łącznej wydajności 100 mln m³ rocznie
  • Polska Spółka Gazownictwa - przygotowała standardy przyłączania instalacji biometanowych do sieci dystrybucyjnej
  • Ministerstwo Klimatu i Środowiska - opracowało projekt ustawy o biomietanie, wprowadzającej system wsparcia dla producentów

Według raportu Instytutu Jagiellońskiego z 2023 roku, potencjał produkcji biometanu w Polsce wynosi 7-8 mld m³ rocznie, co odpowiada około 40% obecnego krajowego zużycia gazu ziemnego. Szczególnie duży potencjał widzimy w obszarach z rozwiniętym rolnictwem - na Podlasiu, Mazowszu i w Wielkopolsce.

Korzyści i wyzwania

Rozwój sektora biometanu przynosi szereg korzyści:

  • Dekarbonizacja sieci gazowej bez konieczności wymiany infrastruktury
  • Zagospodarowanie odpadów biologicznych i rolniczych
  • Wsparcie dla lokalnej gospodarki i tworzenie miejsc pracy na terenach wiejskich
  • Zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego dzięki produkcji krajowej

Wyzwaniami pozostają jednak:

  • Wysokie koszty inwestycyjne - 20-30 mln zł za instalację o wydajności 10 mln m³ rocznie
  • Skomplikowane procedury administracyjne przy uzyskiwaniu pozwoleń
  • Potrzeba stabilnego systemu wsparcia dla zapewnienia opłacalności

Analiza przygotowana przez firmę EY wskazuje, że przy odpowiednim wsparciu regulacyjnym, do 2030 roku branża biometanowa może przyciągnąć inwestycje o wartości ponad 15 mld zł i stworzyć 12 tys. nowych miejsc pracy.

Wodór - paliwo przyszłości

Drugim kluczowym kierunkiem dekarbonizacji sektora gazowego jest rozwój technologii wodorowych.

Rodzaje wodoru i ich znaczenie dla dekarbonizacji

W zależności od metody produkcji i emisji gazów cieplarnianych, wyróżniamy kilka rodzajów wodoru:

  • Wodór szary - produkowany z gazu ziemnego lub węgla bez wychwytywania CO2
  • Wodór niebieski - produkowany z gazu ziemnego z wykorzystaniem technologii wychwytywania i składowania CO2 (CCS)
  • Wodór zielony - produkowany w procesie elektrolizy wody z wykorzystaniem energii elektrycznej z OZE
  • Wodór turkusowy - produkowany poprzez pirolizę metanu, gdzie zamiast CO2 powstaje stały węgiel

Z punktu widzenia dekarbonizacji największe znaczenie mają wodór zielony i turkusowy, które mogą być wytwarzane praktycznie bez emisji CO2.

Projekty wodorowe w polskich firmach gazowych

Polskie firmy gazowe coraz aktywniej angażują się w projekty wodorowe:

  • PKN Orlen (łącznie z aktywami dawnego PGNiG) - realizuje strategię wodorową "Hydrogen Eagle" zakładającą:
    • Budowę elektrolizerów o łącznej mocy 250 MW do 2030 roku
    • Stworzenie sieci 100 stacji tankowania wodoru
    • Projekt pilotażowy "Power to Gas" w Odolanowie, gdzie nadwyżki energii z OZE są wykorzystywane do produkcji wodoru
  • Gaz-System - prowadzi program "Hydrogen Highway" obejmujący:
    • Badania nad adaptacją sieci przesyłowej do transportu mieszanin wodoru z gazem ziemnym
    • Projekt budowy dedykowanego gazociągu wodorowego o długości 280 km łączącego główne ośrodki przemysłowe na Śląsku
  • Polenergia i GAZ-SYSTEM - wspólna inicjatywa budowy "Doliny Wodorowej na Pomorzu" obejmująca produkcję zielonego wodoru z wykorzystaniem energii z morskich farm wiatrowych

Szczególnie interesującym projektem jest inicjatywa "H2Polish", w ramach której konsorcjum spółek (Orlen, Gaz-System, LOTOS Hydrogen, Grupa Azoty) pracuje nad stworzeniem krajowego łańcucha wartości wodoru oraz standardów technicznych i bezpieczeństwa.

Blending wodoru z gazem ziemnym

Jednym z pierwszych kroków w kierunku gospodarki wodorowej jest dodawanie wodoru do istniejącej sieci gazowej (tzw. blending). Gaz-System i Polska Spółka Gazownictwa realizują projekty badawcze w tym zakresie:

  • Testowanie mieszanin z zawartością 5-10% wodoru w wyizolowanych fragmentach sieci dystrybucyjnej
  • Badanie wpływu wodoru na materiały wykorzystywane w infrastrukturze gazowej
  • Analiza wpływu mieszanin na urządzenia końcowe (kotły, kuchenki)

Według badań przeprowadzonych przez Instytut Nafty i Gazu, obecna polska infrastruktura gazowa mogłaby bezpiecznie transportować mieszaniny zawierające do 10% wodoru bez znaczących modyfikacji, a w perspektywie 2030 roku - po modernizacji kluczowych elementów - nawet do 20%.

Redukcja emisji metanu

Metan, główny składnik gazu ziemnego, jest silnym gazem cieplarnianym - jego potencjał ocieplenia globalnego w perspektywie 20 lat jest około 86 razy większy niż CO2. Dlatego ograniczenie emisji metanu z infrastruktury gazowej stanowi kluczowy element ekologicznej transformacji sektora.

Programy redukcji wycieków

Polskie firmy gazowe wdrażają zaawansowane programy wykrywania i eliminacji wycieków metanu:

  • Gaz-System - realizuje program "Zero Leaks" obejmujący:
    • Regularne inspekcje infrastruktury z wykorzystaniem dronów wyposażonych w detektory laserowe
    • Wymianę starszych elementów sieci na nowoczesne, szczelne komponenty
    • Modernizację systemu upustu gazu przy pracach konserwacyjnych
  • Polska Spółka Gazownictwa - wdrożyła system monitoringu szczelności sieci wykorzystujący:
    • Przenośne detektory metanu dla ekip serwisowych
    • Stały monitoring szczelności na stacjach redukcyjno-pomiarowych
    • Program wymiany starych gazociągów żeliwnych i stalowych na polietylenowe

Efekty tych działań są już widoczne - według raportu środowiskowego Gaz-Systemu, emisje metanu z sieci przesyłowej zmniejszyły się o 42% w latach 2018-2022 przy jednoczesnym wzroście długości sieci o 15%.

Odzysk metanu z kopalń

Istotnym źródłem emisji metanu w Polsce są kopalnie węgla. PGNiG (obecnie część Orlenu) we współpracy z Jastrzębską Spółką Węglową realizuje projekty odzyskiwania metanu z kopalń:

  • Instalacja w kopalni Budryk przetwarzająca metan kopalniany na energię elektryczną i ciepło
  • Projekt oczyszczania i wtłaczania metanu kopalnianego do sieci gazowej
  • Wykorzystanie technologii katalitycznego utleniania metanu o niskim stężeniu

Potencjał redukcji emisji metanu z polskich kopalń szacowany jest na 500-700 mln m³ rocznie, co odpowiada około 3-4% krajowego zużycia gazu.

Technologie wychwytywania i wykorzystania CO2 (CCU)

Emisje CO2 z wykorzystania gazu ziemnego mogą być również ograniczane poprzez technologie wychwytywania i wykorzystania dwutlenku węgla.

Wychwytywanie CO2 z procesów przemysłowych

Polskie firmy gazowe angażują się w projekty wychwytywania CO2 z instalacji przemysłowych, gdzie gaz ziemny jest wykorzystywany jako surowiec lub paliwo:

  • PKN Orlen - projekt wychwytywania CO2 z zakładów produkcji wodoru w Płocku i Włocławku
  • Grupa Azoty i PGNiG (obecnie część Orlenu) - wspólna inicjatywa wychwytywania CO2 z instalacji produkcji amoniaku

Kluczowymi wyzwaniami pozostają wysokie koszty wychwytywania CO2 (obecnie 70-120 EUR/tonę) oraz konieczność transportu i składowania lub wykorzystania wychwyconego CO2.

Wykorzystanie CO2 - zamykanie obiegu węgla

Zamiast składować wychwycony CO2, coraz większe znaczenie ma jego przemysłowe wykorzystanie:

  • Synteza metanolu - PGNiG i Grupa Azoty pracują nad technologią produkcji metanolu z wychwyconego CO2 i wodoru z elektrolizy
  • Produkcja syntetycznych paliw - Orlen rozwija technologię Power-to-Liquid, w której CO2 i zielony wodór są przekształcane w syntetyczną benzynę lub olej napędowy
  • Produkcja karbonizowanych materiałów budowlanych - wykorzystanie CO2 do produkcji betonu o lepszych właściwościach

Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla szacuje, że do 2030 roku w Polsce można będzie zagospodarować około 5-7 mln ton CO2 rocznie w procesach przemysłowych, co stanowi około 10% emisji z sektora gazowego.

Efektywność energetyczna w sektorze gazowym

Kolejnym elementem ekologicznej transformacji sektora gazowego jest zwiększanie efektywności energetycznej.

Modernizacja tłoczni gazu

Gaz-System realizuje program modernizacji tłoczni gazu, które są jednymi z największych konsumentów energii w systemie przesyłowym:

  • Wymiana starszych turbin gazowych na nowoczesne o znacznie wyższej sprawności (z 30% do ponad 40%)
  • Instalacja systemów odzysku ciepła odpadowego
  • Wdrożenie zaawansowanych systemów sterowania optymalizujących pracę tłoczni

Dzięki tym działaniom zużycie gazu na potrzeby własne systemu przesyłowego zmniejszyło się o 15% w ciągu ostatnich 5 lat, mimo zwiększenia wolumenu przesyłanego gazu.

Inteligentne zarządzanie siecią

Polska Spółka Gazownictwa wdraża system inteligentnego zarządzania siecią dystrybucyjną, który umożliwia:

  • Optymalizację ciśnienia w sieci w zależności od rzeczywistego zapotrzebowania
  • Minimalizację strat gazu podczas awarii i prac konserwacyjnych
  • Lepsze planowanie rozbudowy sieci w oparciu o rzeczywiste dane o przepływach

System ten, po pełnym wdrożeniu, ma zmniejszyć straty sieciowe o 30% i zoptymalizować zużycie energii przez infrastrukturę dystrybucyjną o 25%.

Ekologiczne usługi dla klientów

Polskie firmy gazowe coraz częściej oferują swoim klientom usługi wspierające ekologiczne wykorzystanie gazu.

Zielone taryfy i kompensacja emisji

PGNiG Obrót Detaliczny (obecnie część Orlenu) wprowadził taryfy gazowe z opcją kompensacji emisji CO2:

  • Oferta "Gaz z Klimatem" - sprzedawca kupuje i umarza certyfikaty kompensacyjne odpowiadające emisjom z zużytego przez klienta gazu
  • Partnerstwo z Lasami Państwowymi w zakresie zalesiania i projektów ochrony bioróżnorodności
  • Możliwość zakupu biometanu z gwarancjami pochodzenia przez klientów biznesowych

W ciągu pierwszego roku od wprowadzenia tych ofert skorzystało z nich ponad 10 000 klientów indywidualnych i 500 biznesowych.

Usługi efektywności energetycznej

Firmy gazowe rozszerzają swoją ofertę o usługi poprawiające efektywność wykorzystania gazu:

  • Audyty energetyczne i doradztwo w zakresie optymalizacji zużycia
  • Finansowanie wymiany starych kotłów gazowych na nowoczesne kondensacyjne
  • Usługi inteligentnego zarządzania ogrzewaniem (smart heating)
  • Pakiety instalacji fotowoltaiki uzupełniające ogrzewanie gazowe w modelu hybrydowym

PSG i PGNiG OD oferują również programy modernizacji systemów grzewczych dla odbiorców wrażliwych, łącząc cele społeczne z ekologicznymi.

Finansowanie transformacji ekologicznej

Realizacja ambitnych projektów ekologicznych wymaga odpowiedniego finansowania.

Zielone obligacje i kredyty zrównoważonego rozwoju

Polskie firmy gazowe coraz częściej sięgają po zielone instrumenty finansowe:

  • Gaz-System wyemitował pierwsze w Polsce zielone obligacje korporacyjne powiązane z celami dekarbonizacji, o wartości 500 mln EUR
  • PGNiG (obecnie Orlen) pozyskał kredyt ESG-linked o wartości 300 mln EUR, którego oprocentowanie zależy od realizacji celów środowiskowych
  • Polska Spółka Gazownictwa uruchomiła program emisji obligacji przychodowych na finansowanie modernizacji sieci

Te instrumenty finansowe pozwalają nie tylko pozyskać kapitał na inwestycje, ale również potwierdzają zaangażowanie firm w realizację celów zrównoważonego rozwoju.

Fundusze europejskie i krajowe

Istotnym źródłem finansowania są również fundusze publiczne:

  • Fundusz Modernizacyjny UE - wsparcie dla projektów dekarbonizacji infrastruktury gazowej
  • Krajowy Plan Odbudowy - finansowanie dla projektów biometanowych i wodorowych
  • Programy Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej dedykowane redukcji emisji
  • Fundusz Transformacji Energetyki - wspierający modernizację sektora energetycznego

W latach 2022-2030 polski sektor gazowy może pozyskać z tych źródeł około 10-15 mld zł na projekty ekologiczne.

Podsumowanie i perspektywy

Polski sektor gazowy aktywnie adaptuje się do wyzwań związanych z zieloną transformacją. Firmy wdrażają innowacyjne technologie i rozwiązania, które pozwalają zmniejszyć ślad węglowy całego łańcucha dostaw gazu - od wydobycia, przez transport i magazynowanie, po wykorzystanie końcowe.

Szczególnie obiecujące kierunki rozwoju obejmują:

  • Biometan - z potencjałem zastąpienia do 40% konwencjonalnego gazu ziemnego do 2040 roku
  • Wodór - jako długoterminowa alternatywa, szczególnie dla zastosowań przemysłowych i transportowych
  • Technologie redukcji emisji metanu - z możliwością zmniejszenia emisji o 70-80% do 2030 roku
  • Systemy wychwytywania i wykorzystania CO2 - jako rozwiązanie przejściowe umożliwiające dalsze wykorzystanie infrastruktury gazowej

Branża gazowa w Polsce ewoluuje od tradycyjnego dostawcy paliwa kopalnego w kierunku dostawcy zdekarbonizowanych gazów i kompleksowych usług energetycznych. Transformacja ta jest nie tylko wyzwaniem, ale również szansą na budowę przewagi konkurencyjnej i pozycjonowanie polskich firm jako liderów zrównoważonych technologii gazowych w regionie.

Raport PwC "Gaz w transformacji energetycznej Polski" wskazuje, że skuteczna dekarbonizacja sektora gazowego może zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych związane z wykorzystaniem gazu o 60-70% do 2040 roku, przy jednoczesnym utrzymaniu roli gazu jako stabilizatora systemu energetycznego i kluczowego paliwa dla przemysłu.