Dekarbonizacja przemysłu

Piotr Wątroba
inżynier ekolog

Dekarbonizacja przemysłu jest obecnie światowym trendem ze względu na włączenie śladu węglowego do rachunku ekonomicznego przedsiębiorstw oraz możliwości uzyskania przewagi konkurencyjnej w zielonych inwestycjach. Dekarbonizacja nie jest już opcją, ale koniecznością – zarówno w kontekście regulacyjnym, jak i rynkowym. Polska jest jednym z najbardziej uprzemysłowionych krajów Unii Europejskiej (UE), polski przemysł odpowiada za ok 22 % całości PKB – pokazują dane z Eurostatu za rok 2022. Ponadto opracowanie¹ Forum energii wskazuje, że w 2022 roku sektor przemysłu w Polsce zużył ok 18% więcej energii niż sektor energetyczny, zatrudniając 18-krotnie więcej pracowników.

Niewątpliwie przemysł jest sektorem gospodarki najtrudniejszym do dekarbonizacji. Przyczyną jest jego ogromna różnorodność i ilość branż wliczająca się do wspólnego mianownika zatytułowanego „przemysł”. Sektor przemysłu obejmuje m.in. produkcję, np. stali, nawozów czy produktów spożywczych, jak również przetwórstwo, recykling, gospodarkę komunalną i górnictwo. Słowem – pełny wachlarz branż. I właśnie to ostatnie stwierdzenie jest zarówno szansą dla tego sektora, jak i ryzykiem.

Zacznijmy bardziej pozytywnie. Dlaczego szansą?

Na rynku mamy już dostępną technologię pozwalającą obniżyć zużycie energii niemal w każdej branży. Nowoczesne maszyny produkowane są jako energooszczędne, zdecydowanie wyprzedzając w tej materii swoich poprzedników i realnie przyczyniają się do dekarbonizacji stosujących je przedsiębiorstw, zwłaszcza tych, w których zużycie energii (zarówno elektrycznej, jak i cieplnej) stanowi główne źródło emisji gazów cieplarnianych. Aby sprostać oczekiwaniom przedsiębiorstw i jednocześnie odpowiednio monitorować ich sytuację wytworzył się już rynek wyspecjalizowanych audytorów energetycznych potrafiących drobiazgowo zapoznać się z charakterystyką branży i zaproponować najlepsze możliwe technologie i rozwiązania prowadzące do poprawy efektywności energetycznej przedsiębiorstw.

Zazwyczaj działania te sprowadzają się do:

* termomodernizacji obiektów budowlanych;

* wymiany parku maszynowego;

* poprawy wydajności procesu przemysłowego,

* systemów zarządzania energią,

* instalacji odnawialnych źródeł energii.

Ważnym elementem tych ostatnich są magazyny energii, co podkreśla obserwowany obecnie trend ich rozwoju. Pozwalają one na sprawne zarządzenie energią wyprodukowaną w instalacjach OZE i dostosowanie profilu jej zużycia do cyklu pracy zakładu. Więcej na ten temat można znaleźć w artykule naszego inżyniera ekologa².

Połączenie dostępu energii z OZE oraz dużego ograniczenia jej zużycia przynosi przedsiębiorstwom realne korzyści w formie oszczędności finansowych. Pamiętajmy, że najtańsza energia to ta niewykorzystana.

Nie wszystko złoto…

Niestety wraz z szansami idą w parze ryzyka. I o ile tam, gdzie dekarbonizacja oznacza ograniczenie zużycia energii lub też jej zmianę na tę „zieloną”, o tyle w sektorach, gdzie emisje wynikają z reakcji chemicznych jest już trudniej. Najlepszym przykładem takiej działalności jest produkcja cementu, gdzie 60 – 70 % emisji to emisje procesowe wynikające z kalcynacji węglanu wapnia. Z pomocą przychodzą w takim przypadku nowoczesne technologie, jak np. wychwyt i magazynowanie dwutlenku węgla (CCSU ang. (carbon capture, storage and utilisation). Niestety, technologie te są obecnie na początkowym etapie komercyjnego wdrażania, przez co koszty inwestycyjne instalacji wydają się być niemożliwe do zbilansowania ekonomicznego projektu bez dużego wsparcia ze strony rządowej w postaci dotacji. Z uwagi na początkową fazę wdrażania technologii niosą one ze sobą wiele ryzyk, które bez stosownych mitygantów skutecznie wykluczą finansowanie bankowe. Niemniej prognozowany wzrost cen uprawnień do emisji gazów cieplarnianych wraz z coraz silniejszym naciskiem na dekarbonizację zarówno ze strony ustawodawstwa (Europejskie Standardy Sprawozdawczości Zrównoważonego Rozwoju m.in. ESRS E1) nakłada na przedsiębiorstwa objęte dyrektywą CSRD obowiązek opracowania planu transformacji własnej działalności) jak i konsumentów sprawią, że technologie te staną się bardziej opłacalne i tym samym coraz bardziej dostępne dla branż wysokoemisyjnych. Za tym wszystkim idzie również ciągły postęp w wytwarzaniu efektywniejszych technologii niskoemisyjnych. Na pełną dekarbonizację polskiego przemysłu w ramach ETS pozostało 15 lat – ostatnie uprawnienia do emisji CO2 w systemie ETS zostaną wydane w 2039 r.

Sytuacja w Polsce?

Forum energii w swojej publikacji dotyczącej rodzimego przemysłu podkreśla istotną różnicę w odniesieniu do opracowań międzynarodowych. W Polsce najistotniejsze z pespektywy dekarbonizacji w najbliższej dekadzie są branże: spożywcza, chemiczna oraz metalowa. Publikacje międzynarodowe pomijają lub marginalizują branżę spożywczą, tak istotną z perspektywy polskiej gospodarki.

Kluczowym nośnikiem energii w polskim przemyśle jest wodór. W 2022 r. jego zużycie wyniosło 785 tys. ton (94 PJ), co stanowiło trzeci najwyższy wynik w UE. Aż 98% wodoru pochodzi z paliw kopalnych, głównie z reformingu parowego gazu ziemnego oraz w mniejszym stopniu, z reformingu parowego produktów ropopochodnych w rafineriach. Wodór znajduje zastosowanie głównie w przemyśle chemicznym (produkcja amoniaku i nawozów azotowych) oraz w rafineriach (odsiarczanie ropy – hydrorafinacja, hydrokraking).

Zdecydowana większość emisji polskiego przemysłu pochodzi z 5 branż: wydobywczej – głównie za sprawą uwalnianego metanu, mineralnej – głównie emisje procesowe, chemicznej i przetwórstwa ropy naftowej – głównie produkcja szarego wodoru, oraz produkcji koksu. Wspomniane branże odpowiadają za ok 82% całości emisji z sektora przemysłu w Polsce.

Czy mamy zatem perspektywy dekarbonizacji w kontekście przemysłu? Tak.

Rozporządzenie w sprawie ustanowienia ram środków na rzecz wzmocnienia europejskiego ekosystemu produkcji technologii neutralnych emisyjnie (NZIA, ang. Net-Zero Industry Act)³, jest jednym z najnowszych narzędzi legislacyjnych wprowadzonych przez Unię Europejską, aby przyspieszyć transformację przemysłu w kierunku neutralności klimatycznej. NZIA koncentruje się na wspieraniu technologii zeroemisyjnych oraz zwiększaniu konkurencyjności europejskiego przemysłu w kontekście globalnych zmian klimatycznych i transformacji energetycznej.

Net-Zero Industry Act przyjęty 28 czerwca 2024 w ramach Europejskiego Zielonego Ładu, ma na celu wzmocnienie zdolności produkcyjnych Europy w zakresie technologii zeroemisyjnych i przyspieszenie dekarbonizacji przemysłu. Jest odpowiedzią Unii Europejskiej na rosnące potrzeby transformacji klimatycznej oraz globalną konkurencję. Aby zmniejszyć zależność od importu z krajów trzecich, Unia planuje rozwinąć lokalne łańcuchy dostaw. NZIA zakłada, że do 2030 roku 40% kluczowych technologii neutralnych emisyjnie będzie produkowanych w Europie, natomiast do roku 2040 15% globalnego zapotrzebowania na te technologie zostanie zaspokojone produktami wyprodukowanymi w UE.

Kluczowe technologie to:

* fotowoltaika i termiczna energia słoneczna,

* elektrolizery i ogniwa paliwowe,

* energia wiatrowa (off- i on-shore),

* magazynowanie energii,

* wychwytywanie i składowanie CO2,

* pompy ciepła,

* paliwa alternatywne niebiologicznego pochodzenia,

* biogaz i biometan.

Ważnym aspektem NZIA ma być również przyspieszenie i maksymalne uproszczenie procedur administracyjnych dla inwestycji kluczowych technologii. Jednocześnie rozporządzenie promuje tworzenie klastrów przemysłowych wspierających współpracę między przedsiębiorstwami oraz rozwój infrastruktury i technologii neutralnych emisyjnie. Inicjatywy mają na celu zwiększenie atrakcyjności UE jako miejsca prowadzenia działalności przemysłowej oraz wspieranie symbiozy przemysłowej.

Co dalej?

Jak widać przemysł ma przed sobą wiele wyzwań. Ceny energii, karuzela legislacyjna i rosnąca konkurencja wcale nie pomagają w prowadzeniu biznesu. Niemniej, szans jest równie wiele jak zagrożeń. Wypracowana przewaga polegająca na produkcji zdekarbonizowanych produktów może się jednak okazać kluczowa w rozwoju przedsiębiorstw. Pomocą w nowych inwestycjach w dekarbonizację działalności służy zespół inżynierów ekologów w BOŚ, oferując profesjonalne wsparcie przy opracowywaniu projektu inwestycyjnego na każdym jego etapie⁵.

^{https://www.forum-energii.eu/przemysl-branze-na-start}
^{https://www.bosbank.pl/EKO/tresci-ekologiczne/magazyny-energii-w-systemie-elektroenergetycznym}
^{https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=OJ:L_202401735}
^{ROZPORZĄDZENIE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY (UE) 2024/1735 Z Dnia 13 Czerwca 2024 R. W Sprawie Ustanowienia Ram Środków Na Rzecz Wzmocnienia Europejskiego Ekosystemu Produkcji Technologii Neutralnych Emisyjnie I Zmieniające Rozporządzenie (UE) 2018/1724}
^{https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal/green-deal-industrial-plan/net-zero-industry-act_pl}
^{https://www.bosbank.pl/EKO/nasz-zespol}