Выбросы метана на европейских биогазовых станциях превышают прежние оценки, однако большую часть этих утечек можно устранить без дополнительных затрат для операторов. К такому выводу пришли ученые из Лондонского университета королевы Марии, Королевского колледжа Холлоуэй и ряда исследовательских центров Германии и Польши. Результаты их совместной работы опубликованы в научном журнале «Communications Sustainability».
В ходе исследования специалисты проанализировали показатели 31 биогазовой установки в Германии, Польше и Великобритании. Средний объем выбросов составил 14,4 килограмма метана в час на один объект, что эквивалентно 5,4% от общего объема производимого газа. Эти показатели оказались заметно выше тех, которые ранее фигурировали в научной литературе. При этом объемы утечек существенно различались в зависимости от страны. В Германии средний уровень выбросов составил 5,5 килограмма в час (интенсивность утечек – 3,1%), в Польше – 17,8 килограмма, а в Великобритании – 20,9 килограмма в час.
Несмотря на высокие показатели, авторы исследования утверждают, что 59% всех выбросов можно ликвидировать при нулевых чистых затратах для владельцев предприятий. Модернизация технологических процессов и конструкции станций позволяет сократить объем утечек на 83%. Экономическая эффективность мер варьируется по странам: доля выбросов, которые можно устранить без ущерба для рентабельности, составляет в среднем 38% для немецких предприятий, 57% – для британских и 67% – для польских.
Основными источниками выбросов были признаны технологические этапы производства и хранения биогаза, а также выхлопные системы когенерационных установок, производящих тепло и электроэнергию. Всего 2% конкретных технологических узлов, включая открытые резервуары, негерметичные кровли, вентиляционные отверстия и выхлопные трубы, обеспечивали пятую часть всех зафиксированных выбросов. Среди наиболее доступных мер по снижению потерь исследователи называют герметизацию смесителей и пастеризаторов с их интеграцией в общую газовую систему, установку газонепроницаемых хранилищ для переброженного осадка, а также проведение ежегодных проверок на герметичность. По оценкам авторов, такие инспекции экономически оправданы на 76% объектов, где выявлены утечки.
Наиболее сложной технической и финансовой проблемой остается проскок метана через выхлопные системы когенераторов. Этот непрерывный источник выбросов присутствует на всех исследованных площадках. Его устранение требует установки дорогостоящих систем термического окисления, внедрение которых затруднено на предприятиях, работающих в гибком режиме в зависимости от колебаний цен на электроэнергию.
При оценке всей цепочки поставок метан признан ключевым парниковым газом в биоэнергетике. На его долю приходится в среднем 47% от общего объема выбросов парниковых газов в столетней перспективе и 60% – в двадцатилетней. Существенное значение имеет и выбор сырья. Использование органических отходов позволяет снизить совокупный углеродный след по сравнению с выращиванием специальных энергетических культур, таких как кукуруза или рожь, возделывание которых сопряжено с собственным углеродным следом.
Исследователи указывают на несовершенство и фрагментарность действующего законодательства в этой сфере. Требования Директивы ЕС по возобновляемой энергии не распространяются на малые предприятия и не учитывают неорганизованные выбросы и аварийный сброс газа через предохранительные клапаны, хотя на их долю приходится 54% зафиксированных объемов утечек.
Система контроля герметичности оборудования в Германии и Великобритании различается по охвату и жесткости контроля. В странах с обязательными национальными стандартами уровень выбросов оказался ниже, чем в Польше, где контролируется только соблюдение техники безопасности. При этом в Великобритании инспекции часто проводятся с использованием недостаточно чувствительных тепловизоров без охлаждения, что формально соответствует регламенту, но не позволяет эффективно выявлять утечки.
Проблема приобретает особую актуальность на фоне планов Европейского союза по десятикратному увеличению производства биометана – до 35 миллиардов кубических метров в год к 2030 году. Авторы исследования предупреждают, что без создания жесткой и стандартизированной нормативной базы масштабное расширение отрасли может привести к непреднамеренному росту суммарных выбросов парниковых газов.
