Co nahradí zemní plyn

Čím naplnit trubky? Ve hře je syntetický metan, biometan či vodík

Evropa chce vyčistit vzduch, a proto hledá cesty, jak skončit se spalováním fosilních paliv. Nejprve přijde na řadu uhlí a postupně i zemní plyn a produkty z ropy. Bude to sice ještě trvat dlouho, ale už teď se hledají alternativy, které by mohly zemní plyn v trubkách jednou nahradit. Často se mluví o vodíku, podle plynařů však může být cestou spíše syntetický metan nebo biometan.

Jak upozorňuje výkonná ředitelka Českého plynárenského svazu Lenka Kovačovská, tyto zelené plyny splňují unijní cíl na dosažení uhlíkové neutrality v polovině tohoto století. „Je však třeba dobře zvolit strukturu směsi těchto plynů a podle toho nastavit strategii jejich rozvoje, výroby a využití,“říká Kovačovská.

Syntetický metan, který se vyrábí z přebytků energie z obnovitelných zdrojů, podle ní při srovnání s vodíkem představuje levnější cestu. Má totiž prakticky stejné složení jako zemní plyn, který se dnes v trubkách přepravuje. Jinými slovy, není třeba nijak upravovat plynárenskou infrastrukturu ani pořizovat nové spotřebiče či vozidla na CNG.

Naopak vodík lze nyní v plynovodech přepravovat pouze ve směsi se zemním plynem, a to do dvou procent. Směs s koncentrací vodíku v desítkách procent by si podle všeho vynutila výrazné investice do technologických úprav i výměnu plynových spotřebičů.

Jak uložit energii

Právě alternativní plyny se mohou stát nástrojem, jak dekarbonizovat plynárenství. „Budou také určitým pojítkem mezi sektorem elektřiny a plynárenství či teplárenstvím. Zčásti se budou vyrábět právě z přebytků elektřiny, převážně v létě. A v zimě při nedostatku energie se z nich bude vyrábět elektřina s kombinovanou výrobou tepla pro vytápění,“říká předseda Českého sdružení pro biomasu CZ Biom Jan Habart.

Odhaduje, že biometan, tedy obnovitelný zemní plyn, by mohl v roce 2030 nahradit zhruba osminu současné spotřeby zemního plynu v Česku. Podobný podíl obnovitelných plynů v plynárenské soustavě EU očekávají také evropské oborové asociace. Bude však záležet na tom, jak rychle budou vznikat nové obnovitelné zdroje, u nichž bude třeba řešit potřebu skladování, tedy sezonní akumulace.

I biometan se – podobně jako syntetický metan – chová stejně jako zemní plyn. Již nyní se do sítě vstřikuje biometan z bioplynové stanice v Rapotíně. A plánuje se připojení dalších, například u pražské čistírny odpadních vod.

Ani vodík však nemá do budoucna zůstat stranou. Evropská vodíková strategie počítá s tím, že by měl představovat v roce 2050 čtrnáctiprocentní podíl v evropském energetickém mixu. Koncepce ovšem spíše počítá s tím, že budou vznikat regionální či ostrovní soustavy (neboli hydrogen valleys).

Jak vyrobit plyn

Syntetický metan je sice možné vyrobit například z uhlí, podle expertů však je nejperspektivnější výroba pomocí elektrolýzy z obnovitelných zdrojů. Nejprve vzniká vodík, který se následně nechá reagovat s oxidem uhličitým.

„Jde o technologii Power to Gas, jejíž provoz je v současnosti v Evropě již testován v několika pilotních zařízeních. Ačkoli průmyslově není syntetický metan ještě vyráběn, dosavadní poznatky svědčí o významném potenciálu pro energetiku budoucnosti,“říká Kovačovská. K nejpokročilejším patří třeba celoevropský projekt Store & Go, francouzský Jupiter1000 či německý BioPower2Gas.

Postup při výrobě biometanu je odlišný. Bioplyn, který je třeba před vtlačováním do plynovodů čistit, vzniká biologickým rozkladem biomasy. Hlavní vstupní surovinou je podle Habarta kukuřice. Cíleně pěstovaná biomasa tvoří v Česku více než polovinu vstupů do bioplynek, využívají se ale také statková hnojiva, zbytky ze zemědělské produkce či bioodpady. Alternativní plyny jsou nyní výrazně dražší než zemní plyn, biometan podle Habarta zhruba dvaaž třikrát. „Otázkou však není, kdy se cena bioplynu přiblíží zemnímu plynu. Ale naopak, kdy bude zemní plyn drahý jako bioplyn. Nemůžeme žít trvale na dluh vůči planetě. Dražší bioplyn – na rozdíl od zemního plynu – dělá velkou službu, protože náklady za něj vynaložené jsou příjmem regionu, ve kterém žijeme,“míní Habart.

Na dálku beze ztrát

Kovačovská říká, že teď by bylo nefér srovnávat cenu syntetického metanu, který se vyrábí jen v pilotních provozech, se zemním plynem, který se těží a využívá už dlouho v zaběhlých systémech.

„Předpokládáme, že s nárůstem počtu zařízení Power to Gas se bude společně se zvyšováním kapacity výroby syntetického metanu i snižovat jeho výrobní cena. Alternativně lze rovněž syntetický metan dovážet z lokalit, kde je jeho výroba vzhledem k vhodnějším klimatickým podmínkám levnější,“říká Kovačovská.

Přepravu na velké vzdálenosti beze ztrát umožní už existující plynárenské sítě. „Na výrobu zelených plynů se chtějí do budoucna zaměřit například v offshorových parcích v Holandsku nebo ve větrných elektrárnách na Ukrajině. Hovoří se i o možnostech výstavby velkých solárních parků v Africe,“říká analytik z poradenské společnosti EGÚ Brno Michal Kocůrek.

Technologie bioplynových stanic jsou naproti tomu známé už desítky let, podle Habarta jde nicméně i v této oblasti vývoj dopředu. „Velkým tempem pokračuje vývoj biologických procesů pro intenzifikaci výroby bioplynu a syntetického biometanu,“říká Habart.

Velký skok nastal zhruba před deseti lety, kdy se začaly na čištění bioplynu při výrobě biometanu používat nanofiltrační membrány. Odpadlo díky tomu používání chemie, která byla dříve pro čištění potřeba.