Sektor mleczarski stoi dziś przed podwójnym wyzwaniem: z jednej strony musi sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na żywność wysokiej jakości, z drugiej – ograniczyć swój wpływ na klimat. W obliczu globalnych zmian klimatycznych i coraz bardziej restrykcyjnych regulacji unijnych, neutralność klimatyczna staje się nie tylko aspiracją, ale koniecznością. W tym kontekście biometan jawi się jako realne i dostępne rozwiązanie, które może znacząco obniżyć ślad węglowy mleczarni i całego łańcucha produkcji mleka.

Czym jest ślad węglowy mleczarni?

Ślad węglowy (carbon footprint) to suma emisji gazów cieplarnianych powstających bezpośrednio i pośrednio podczas produkcji, przetwórstwa i dystrybucji produktów mlecznych. W przypadku mleczarni obejmuje on między innymi:

• zużycie energii cieplnej i elektrycznej,
• transport mleka surowego i gotowych produktów,
• procesy przetwórcze (pasteryzacja, suszenie, chłodzenie),
• pakowanie oraz utylizację odpadów i ścieków.

Zgodnie z metodyką GHG Protocol, emisje te klasyfikuje się jako:

• Scope 1 – emisje bezpośrednie (np. spalanie paliw w kotłowni),
• Scope 2 – emisje pośrednie z zakupu energii elektrycznej i cieplnej,
• Scope 3 – emisje w całym łańcuchu wartości (m.in. transport, opakowania, pasza).

Redukcja tych emisji jest kluczowa dla osiągnięcia celów klimatycznych sektora.

Rola biometanu w redukcji emisji

Biometan, czyli oczyszczony i uszlachetniony biogaz, to paliwo odnawialne o bardzo niskim śladzie węglowym. Jego zastosowanie w mleczarstwie może przynieść wymierne korzyści środowiskowe:

• - Zastąpienie gazu ziemnego i oleju opałowego w kotłowniach mleczarni,
• - Zasilanie agregatów kogeneracyjnych, produkujących jednocześnie ciepło i energię elektryczną,
• - Napęd dla pojazdów transportujących mleko i produkty mleczne – np. autocystern na CNG/biometan,
• - Zmniejszenie emisji CO₂ w całym łańcuchu dostaw.

Co ważne, biometan może być wykorzystywany lokalnie – tam, gdzie powstaje, co dodatkowo obniża emisje związane z transportem energii.

Potencjał produkcji biometanu w mleczarniach

Nowoczesna mleczarnia może pełnić nie tylko funkcję przetwórczą, ale również stać się źródłem odnawialnej energii w postaci biometanu. Dzięki zastosowaniu instalacji fermentacyjnych możliwe jest przekształcanie bogatych w związki organiczne odpadów poprodukcyjnych – takich jak serwatka, ścieki technologiczne czy osady flotacyjne – w biogaz, który po odpowiednim oczyszczeniu może zostać wzbogacony do jakości gazu ziemnego.

Główne surowce do produkcji biometanu w mleczarni:

• - Serwatka odpadowa – bogata w laktozę i łatwo fermentowalna,
• - Osady i ścieki z mycia instalacji CIP – zawierają resztki białka, tłuszczu i cukrów,
• - Odpady flotacyjne z oczyszczalni ścieków – o wysokiej zawartości substancji organicznych,
• - Mleko niezdatne do spożycia i odpady technologiczne – np. zepsute partie, nadwyżki.

Etap fermentacji i powstawanie biogazu

Fermentacja prowadzona jest w warunkach beztlenowych (najczęściej mezofilowych, tj. 35–38°C), w specjalnych reaktorach anaerobowych. Powstały biogaz składa się głównie z metanu (CH₄) i dwutlenku węgla (CO₂), z domieszką siarkowodoru (H₂S), amoniaku oraz pary wodnej. Surowy biogaz nie nadaje się jeszcze do bezpośredniego wtłaczania do sieci gazowej ani do wykorzystania jako paliwo CNG – wymaga dalszego uzdatnienia.

Uzdatnianie biogazu do biometanu – kluczowy krok w procesie

Proces uzdatniania biogazu ma na celu uzyskanie biometanu o parametrach porównywalnych do gazu ziemnego. Główne etapy tego procesu to:

• - Osuszanie i usuwanie siarkowodoru: Siarkowodór (H₂S) jest toksyczny i korozyjny – usuwa się go za pomocą filtrów z węglem aktywnym, sorbentów chemicznych lub metod biologicznych (np. biofiltracja). Para wodna kondensowana jest w osuszaczach lub przy użyciu chłodnic.
• - Separacja CO₂ (oczyszczanie właściwe). Celem tego etapu jest zwiększenie stężenia metanu do ≥ 96%. Stosowane technologie to m.in.:
  •   -Absorpcja wodna (water scrubbing) – rozpuszczanie CO₂ w wodzie pod ciśnieniem,
  •   -Absorpcja chemiczna – zastosowanie roztworów amin do wiązania CO₂,
  •   -Adsorpcja zmiennociśnieniowa (PSA) – selektywne wychwytywanie CO₂ na złożach adsorpcyjnych,
  •   -Membrany gazowe – rozdział CH₄ i CO₂ na podstawie różnicy ciśnień i przepuszczalności.

Dzięki integracji produkcji biometanu z działalnością mleczarską możliwe jest stworzenie niskoemisyjnego, cyrkularnego modelu przetwórstwa żywności, w którym odpady stają się źródłem czystej energii. Takie podejście jest nie tylko ekologiczne, ale także ekonomicznie uzasadnione – zwłaszcza w kontekście rosnących kosztów energii i zaostrzających się norm środowiskowych.

Korzyści dla mleczarni i rynku

Wdrożenie rozwiązań opartych na biometanie niesie ze sobą szereg korzyści:

• - Budowa wizerunku ekologicznej i nowoczesnej marki, co ma rosnące znaczenie dla konsumentów i partnerów handlowych,
• - Spełnianie wymogów sieci handlowych i klientów B2B, coraz częściej oczekujących niskiego śladu węglowego produktów,
• - Możliwość sprzedaży biometanu do sieci gazowej oraz uzyskania gwarancji pochodzenia (GO),
• - Przygotowanie do przyszłych regulacji, takich jak CBAM, ETS 2 czy obowiązki raportowania ESG.

Fotografia 1 Innowacyjna Biogazownia - Biometanownia. Źródło: Instytut Energii Barczewo Sp. z o.o.

Biometan w Polsce – rynek w fazie wzrostu

Rynek biometanu w Polsce znajduje się w fazie dynamicznych narodzin, a jego rozwój nabiera tempa w związku z potrzebą uniezależnienia się od paliw kopalnych oraz realizacją celów klimatycznych wynikających z polityki Unii Europejskiej (np. pakiet REPowerEU, dyrektywa RED III).

Do tej pory sektor biogazowy w Polsce koncentrował się głównie na produkcji energii elektrycznej i ciepła w instalacjach kogeneracyjnych. Jednak od 2022 roku coraz większy nacisk kładzie się na uzdatnianie biogazu do biometanu, który może być wtłaczany do sieci gazowej, wykorzystywany jako paliwo dla transportu lub sprzedawany jako zrównoważony surowiec energetyczny z gwarancjami pochodzenia (GO).

Jednym z pionierskich projektów w Polsce w zakresie produkcji biometanu jest „Innowacyjna Biogazownia” realizowana przez Instytut Energii Barczewo Sp z o.o. Instalacja ta została zaprojektowana jako modelowa biogazownia rolnicza, zintegrowana z systemem oczyszczania i uzdatniania biogazu do standardu biometanu.

Kluczowe cechy projektu:

• - Zastosowanie technologii fermentacji mokrej w warunkach mezofilowych,
• - Wykorzystanie substratów pochodzących z lokalnych gospodarstw mlecznych i mleczarni (serwatka, odpady poprodukcyjne z mleczarni, obornik, gnojowica, kiszonki, odpady organiczne),
• - Uzdatnianie biogazu przy użyciu zaawansowanego modułu membran,
• - Produkcja biometanu z przeznaczeniem do zasilania pojazdów rolniczych i ciężarowych,
• - Możliwość wtłaczania nadwyżek do sieci dystrybucyjnej gazu.

Projekt Instytutu Energii Barczewo pełni funkcję demonstracyjną i edukacyjną – pokazuje, jak nowoczesna, zintegrowana biogazownia może działać w warunkach wiejskich, współpracując z gospodarstwami mlecznymi i przyczyniając się do ich transformacji energetycznej. To przykład lokalnego modelu gospodarki o obiegu zamkniętym, który może być z powodzeniem skalowany w innych regionach kraju.

Podsumowanie i wnioski

Produkcja i wykorzystanie biometanu to przełomowy krok w kierunku dekarbonizacji sektora mleczarskiego. Integracja biogazowni z działalnością mleczarni pozwala nie tylko ograniczyć ślad węglowy i zmniejszyć zależność od paliw kopalnych, ale również wprowadzić realne oszczędności i unowocześnić profil energetyczny zakładu.

Biometan to korzyści na wielu poziomach:

• - Energetyczna niezależność – stabilne źródło ciepła i paliwa gazowego,
• - Redukcja emisji CO₂ – spełnianie rosnących wymagań klimatycznych i ESG,
• - Zagospodarowanie odpadów – wykorzystanie serwatki, ścieków i tłuszczów z procesów mleczarskich jako substratów,
• - Nowe źródło przychodów – sprzedaż biometanu do sieci i gwarancje pochodzenia (GO),
• - Silny wizerunek ekologiczny – przewaga konkurencyjna na rynku krajowym i eksportowym.

Przykład projektu „Innowacyjna Biogazownia” realizowanego przez Instytut Energii Barczewo pokazuje, że technologia jest dostępna i skutecznie działa w warunkach współpracy z sektorem mleczarskim. Włączenie biometanu do strategii rozwoju mleczarni to decyzja, która może przynieść długofalowe korzyści środowiskowe, ekonomiczne i wizerunkowe.

Czas działać! Każda mleczarnia – niezależnie od skali – może dziś stać się producentem czystej energii. Inwestycja w biometanownię to nie tylko wyraz odpowiedzialności za środowisko, ale również krok w stronę nowoczesnego, zrównoważonego i konkurencyjnego przetwórstwa mleka.

mgr inż. Łukasz Dzadz, Prezes zarządu Instytut Energii Barczewo Sp. z o.o.