Obecna rola i emisje: wyzwania i potrzeba zmian

Polska, jako jeden z największych producentów cukru w Unii Europejskiej, musi zmierzyć się z koniecznością ograniczenia emisji dwutlenku węgla w sektorze cukrowniczym. Polskie cukrownie wciąż odznaczają się stosunkowo wysokimi emisjami CO₂ w porównaniu z krajami takimi jak Francja czy Niemcy, co czyni redukcję emisji kluczowym elementem dostosowania się do unijnych celów klimatycznych. Dotychczas sektor opierał się na węglu, którego wybór wynikał z jego łatwej dostępności i niskiej ceny.

Jednak dynamicznie rosnące koszty uprawnień do emisji CO₂ w ramach systemu EU ETS, zaostrzone przepisy, takie jak Dyrektywa RED III oraz wzrost świadomości ekologicznej wymuszają na polskich cukrowniach konieczność modernizacji.

Transformacja energetyczna to nie tylko kwestia ekologii, ale także konieczność ekonomiczna. Inwestycje w odnawialne źródła energii, takie jak energia słoneczna, wiatrowa czy biogazowa, nie tylko redukują ślad węglowy, ale także wzmacniają odporność cukrowni na zmienność cen paliw kopalnych oraz rosnące obciążenia podatkowe związane z emisjami. Dzięki stabilizacji kosztów operacyjnych, cukrownie stają się mniej narażone na nieprzewidywalne wahania cen energii. W  Europie technologie takie jak mechaniczne sprężanie pary, niskotemperaturowe suszenie wysłodków buraczanych czy kogeneracja w systemach CHP przyczyniły się do znacznego obniżenia emisji w sektorze cukrowniczym. Przemysł zredukował emisje o 59% w latach 1990–2021, co stanowi duży krok w kierunku neutralności węglowej[1]. W Polsce wdrożenie instalacji biogazowych opartych na wysłodkach buraczanych, jako pozostałości z procesu produkcji cukru, może dodatkowo zwiększyć efektywność kosztową, zmniejszając zależność od paliw kopalnych. Biometan nie tylko obniża koszty operacyjne, ale również stabilizuje ryzyko finansowe, czyniąc sektor odporniejszym na globalne kryzysy energetyczne – komentuje Michał Gawryszczak, dyrektor biura Związku Producentów Cukru w Polsce.

Transformacja energetyczna: od węgla do odnawialnych źródeł energii

Transformacja sektora cukrowniczego w kierunku odnawialnych źródeł energii to kluczowy krok w stronę uniezależnienia się od paliw kopalnych i ograniczenia emisji CO₂. Produkcja cukru z buraków cukrowych wymaga instalacji o znacznej mocy, a sezonowość produkcji  determinuje specyficzne wymagania lokalizacyjne zakładów. Główne źródło emisji to produkcja ciepła i energii elektrycznej, szczególnie podczas suszenia wysłodków buraczanych, które może odpowiadać nawet za 30% emisji zakładu.

Jednym z najbardziej obiecujących kierunków jest produkcja biometanu. Jest to ekologiczny odpowiednik gazu ziemnego, wytwarzany w procesie fermentacji m.in. wysłodków buraczanych, który może zastąpić gaz ziemny w przemyśle. Biomasa, pozyskiwana z pozostałości z procesu produkcji cukru , może służyć do produkcji ciepła i energii elektrycznej. Dzięki nowoczesnym technologiom, takim jak suszenie wysłodków buraczanych, może stanowić nawet 50% zapotrzebowania na energię w fabryce i 25-30% emisji, oraz systemy kogeneracyjne (o sprawności około 90%), cukrownie mogą znacząco poprawić swoją efektywność energetyczną[2]. Obok biometanu, produkowanego z wysłodków buraczanych, kluczowe technologie wspierające dekarbonizację to:

• procesy elektryfikacji, jak wykorzystanie pomp ciepła i kotłów elektrycznych;
• technologie wychwytywania i składowania CO₂ (CCS), które mogą być zastosowane m.in. w piecach wapienniczych;
• odzysk ciepła i zarządzanie energią, umożliwiające zmniejszenie strat energetycznych w procesie produkcji cukru;
• biomasa i odnawialne źródła energii, które mogą być wykorzystane zarówno na miejscu, jak i dostarczane z zewnętrznych źródeł.

Wysłodki buraczane, będące pozostałością w produkcji cukru, to jedno z lepszych źródeł do wytwarzania biometanu. Jej wartość energetyczna porównywalna jest z bagassą trzcinową, wykorzystywaną w krajach produkujących cukier trzcinowy. Biometan pozyskiwany z fermentacji wysłodków może zasilać cukrownie i być wprowadzany do lokalnych sieci gazowych, zwiększając samowystarczalność energetyczną zakładów i zmniejszając ich zależność od paliw kopalnych.

Wyzwania transformacji energetycznej sektora cukrowniczego

Polski sektor cukrowniczy, ze względu na swoją sezonowość, staje przed unikalnymi wyzwaniami wymagającymi elastycznego podejścia. Produkcja, ograniczona do 90–150 dni w roku, znacząco zwiększa koszty amortyzacji i utrzymania urządzeń[3]. Krótki, intensywny okres pracy fabryk sprawia, że technologie wymagające ciągłości działania, takie jak biometanizacja, są trudne do efektywnego wdrożenia. Dodatkowo, proces suszenia wysłodków buraczanych, który jest wyjątkowo energochłonny, w połączeniu z wysokim zużyciem paliw kopalnych do produkcji ciepła i energii elektrycznej, wyraźnie wskazuje na pilną potrzebę transformacji obecnego modelu funkcjonowania zakładów.

Historycznie, wysłodki buraczane były wykorzystywane głównie jako komponent paszowy. Jednak rynek paszowy nie jest w stanie wchłonąć całej ilości wyprodukowanych wysłodków, zwłaszcza w sezonach nadprodukcji. Przykładem może być kampania 2022/2023, w której wyprodukowano w Polsce około 3,45 miliona ton wysłodków buraczanych. Nadwyżki te, które nie znajdują zastosowania na rynku paszowym, muszą być efektywnie zagospodarowane, co stwarza wyzwania logistyczne i ekologiczne. Rok gospodarczy 2024/2025 przyniesie największe zbiory buraka cukrowego w historii naszego kraju, a co za tym idzie jeszcze bardziej zwiększy się podaż wysłodków, których rynek paszowy w Polsce nie skonsumuje. Dlatego tak ważny jest rozwój infrastruktury biogazowej przy cukrowniach.

Z danych Związku Producentów Cukru w Polsce wynika, że roczna produkcja wysłodków w Polsce mogłaby zasilić biogazownie o łącznej mocy zainstalowanej 140 MW. To wystarczająca ilość energii, aby pokryć pełne zapotrzebowanie energetyczne cukrowni, co przyczyniłoby się do całkowitej dekarbonizacji sektora cukrowniczego, zmniejszając jego zależność od węgla.

Niestety, status prawny i klasyfikacja wysłodków w kontekście regulacji unijnych oraz polskiego prawa stanowi istotne wyzwanie. Obecna sytuacja legislacyjna wymaga doprecyzowania definicji wysłodków w związku z implementacją dyrektywy RED II (Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001), co ma bezpośredni wpływ na możliwość uznania ich za zeroemisyjny substrat do produkcji biogazu.

Zielona energia dla sektora cukrowniczego

Mimo licznych trudności, sektor cukrowniczy w Polsce ma szansę na transformację energetyczną, która może uczynić go bardziej samowystarczalnym. Biometan, wytwarzany z wysłodków buraczanych może stać się kluczowym filarem nowoczesnych cukrowni. Dzięki swojej wszechstronności, biometan może zasilać lokalne systemy kogeneracyjne (CHP) lub być wprowadzany do sieci gazowych, skutecznie zmniejszając zależność od paliw kopalnych.

W nowoczesnych zakładach przetwarzanie wysłodków buraczanych może przyjąć różnorodne formy – od biometanizacji po spalanie w nowoczesnych kotłach na biomasę, co umożliwia elastyczne dostosowanie się do zmiennych warunków rynkowych. Niestety, w Polsce proces ten wciąż jest w początkowej fazie rozwoju.

Równolegle, rozwój technologii takich jak mechaniczne sprężanie pary wodnej (MVR), wysokotemperaturowe pompy ciepła, a także przejście na nowoczesne piece wapienne z redukcją emisji CO₂ oraz implementacja technologii wychwytywania i magazynowania dwutlenku węgla (CCS) może znacząco przyczynić się do zmniejszenia zużycia paliw kopalnych i poprawy efektywności energetycznej zakładów. Kluczowym wyzwaniem dla Polski będzie znalezienie równowagi między tradycyjnym wykorzystaniem wysłodków buraczanych jako paszy a jej ogromnym potencjałem jako surowca energetycznego. Transformacja sektora to nie tylko wyzwanie, ale przede wszystkim szansa na nowoczesny, zrównoważony rozwój.

Droga do neutralności klimatycznej

Transformacja energetyczna polskiego sektora cukrowniczego to zadanie, które wymaga zaangażowania wszystkich interesariuszy: rządu, przemysłu, społeczności lokalnych i środowisk naukowych. Inwestycje w nowoczesne technologie, takie jak biometanizacja i mechaniczne sprężanie pary wodnej, muszą być wspierane przez spójne ramy polityczne oraz odpowiednie mechanizmy finansowe.

Polska ma szansę nie tylko dogonić liderów z Europy Zachodniej, ale także wytyczyć własną ścieżkę innowacji, która będzie odpowiadać na lokalne wyzwania, takie jak sezonowość produkcji czy ograniczony dostęp do infrastruktury przesyłowej. Działania podejmowane teraz, wspierane przez programy takie jak KPO, mogą zbudować solidne fundamenty dla sektora, który będzie bardziej odporny na globalne kryzysy energetyczne i gotowy sprostać wymaganiom przyszłości. Neutralność klimatyczna to cel, który wydaje się odległy, ale dzięki konsekwentnym wysiłkom może stać się rzeczywistością.