Прогноза: Развитието на електроенергетиката на България до 2040 г. - 2 част

Автори: Г. Босев, Ив. Арсениев

/Продължение от 1 част/

Рискове

В доклада са анализирани основните рискове за развитие на електроенергетиката до изследвания хоризонт:
⦁    Наличният ресурс на генериращите мощности, по-специално на някои конден­ зационни елек­ троцентрали.
⦁    Възможностите на електроцентралите, базирани на източномаришки лигнити да удов­ летворят новите препоръки за опазване на околната среда.
⦁    Ограниченията, произтичащи от Парижкото споразумение и търговията с емисии на парниковите газове.
⦁    Ограниченията, произтичащи от либерализиране на пазара на електроенергия.
⦁    Ограниченията, произтичащи от изискванията за сигурност на ЕЕС и доставките на енергоносители.
Наличието на горните рискове е основният аргумент за обсъждане на сценарии за пред­ срочно извеждане на кондензационните електроцентрали, изгарящи въглища – през 2035 г. според т. нар. песимистичен и 2030 г. според т. нар. силно песимистичен сце­ на­ рий (Дейност II, Таблица II.4).

Наличен ресурс на генериращите мощности

Прогнозната разполагаемост на генериращите мощности е показана на фиг. 2 (Прило­ жение ІІ.2.2, Дейност VІ.1).
Експлоатационният ресурс на съоръженията на ТЕЦ „Ей И Ес – 3С Марица-изток 1” изтича през 2065 г., на ТЕЦ „Марица-изток 2” – блокове 1 ÷ 4 ресурсът е удължен до 2038 г., на блокове 5 ÷ 7 изтича между 2035 ÷ 2038 г. (на блок 8 – след 2040 г.), а на ТЕЦ „КонтурГлобал Марица-изток 3”, блокове 1 ÷ 4 между 2030 ÷ 2033 г.

В трите електроцентрали в „Марица-изток” работят 8 блока с мощност 210 MW (227 ÷ 232 MW след рехабилитацията), доставени от Русия. Статистическите и аналитичните данни за този тип съоръжения показват, че реалният ресурс на съоръженията значи­ телно надвишава експлоатационния и че след успешно изпълнение на програма за безразрушителен контрол операторите на електроцентралите могат да кандидатстват пред КЕВР за удължаване на лиценза с още най-малко 50 000 h, т.е. до и след 2040 г.

Ресурсът на съоръженията на ТЕЦ „Варна” – блокове 4 ÷ 6 изтича между 2054 ÷ 2056 г., а на ТЕЦ „Бобов дол” между 2042 ÷ 2044 г.
От горното следва, че рискът от предсрочно извеждане на генериращи мощности по­ ра­ ди изчерпване на ресурса е незначителен.

Възможност на електроцентралите, базирани на източномаришки лигнити да удо­ в­ летворят новите препоръки за опазване на околната среда, в сила от 01.01.2022 г. (LCP BREF/2017), по-нататък Референтен документ/2017).

Емисии на азотни оксиди (NOX)

На фиг. фиг. 8, 9, 10 и 11 са показани средногодишните и средномесечните концен­ трации на NOX в димните газове на ТЕЦ „Ей И Ес – 3С Марица-изток 1”, ТЕЦ „Мари­ ца-изток 2” и ТЕЦ „КонтурГлобал Марица-изток 3” за 2016 г.(Приложение II.2, Дейност VI.1).

Източномаришките въглища са млади лигнити, които се изгарят, след смилане, по вих­ рово-тангенциална схема, със степенно подаване на въздуха за горене. Това дава въз­ мож­ ност за поддържане на относително ниско ниво на емисиите на NOX/ NO2 само с първични мерки (без добавяне на реагенти или използване на катализатори) По този показател горивните уредби и технологията на изгаряне, с потенциална оптимиза­ ция на приложените мерки, могат да удовлетворят новите препоръки за средного­ диш­ на/среднодневна норма от съответно 175/220 mg/Nm3 NOX/ NO2) съгласно Рефе­ рентния документ/2017, което се вижда от постигнатите резултати през 2016 г. (При­ ложение ІІ.2.2, Дейност VІ.1).

От горното следва, че рискът от предсрочно извеждане на генериращи мощности по­ ра­ ди по-високо ниво на средногодишните и среднодневните емисии на NOX от изи­ ­ с­ к­ ванията на Референтния документ/2017 е много нисък и преодолим, даже без деро­ гация.

Емисии на серни оксиди (SO2)

На фиг. 12 е показана средногодишната степен на улавяне на SO2 в димните газове на ТЕЦ „Ей И Ес – 3С Марица-изток 1”, ТЕЦ „Марица-изток 2” и ТЕЦ „КонтурГлобал Марица-изток 3” за 2016 г. (Приложение ІІ.2.2, Дейност VІ.1). Всички сероочистващи инсталации (СОИ) постигат степен на улавяне над 96 %, с изключение на СОИ 4 и СОИ 5 в ТЕЦ „Марица-изток 2”, които са в процес на реконструкция. Изследванията показват, че посредством реконс­ трук­ ции и режимни мерки всички СОИ в „Марица-изток” могат да постигнат степен на улавяне на SO2 над 97 %, при съдържание на сяра във въглищата 2,5 ÷ 3,0 %.

На фиг. 13 са показани концентрациите на SO2 след СОИ през 2016 г., при средного­ дишно съдържание на сяра във въглищата 2,20 ÷ 2,75 %. Вижда се, че при степен на улавяне 96-97% и съдържание на сяра над 2,20 % концентрацията на SO2 след СОИ е в гра­ ниците 405 ÷ 445 mg/Nm3и надвишава препоръките на

Референтния документ/2017 за концентрации под 320 mg/Nm3 (Дейност VІ.1, Таблица VІ.1.24).

Препоръките на Референтния документ/2017 за абсолютна стойностна SO2 след СОИ, вместо степен на улавяне, пред­ ставлява съществен риск относно възможностите за преодоляването му.

На фиг. 14 е показано съдържанието на сяра в лигнитните въглища в държавите, които използват това гориво за производство на електроенергия. Вижда се, че единствено българските лигнитни въглища са със съдържание на сяра над два пъти по-голямо от останалите държави.

На фиг. 15 е показана зависимостта между съдържанието на сяра във въглищата, сте­ пента на улавяне и концентрацията SO2 след СОИ. Вижда се, че всички държави (виж фиг. 14), с изключение на България могат да удовлетворят препоръките на Референтния документ/2017 за концентрации под 320 mg/Nm3при степен на улавяне 96 ÷ 97 %; при съдържание на сяра над 2,4 %, даже при степен на улавяне 98% това е непости­ жимо.

Референтният документ/2017 допуска изключение, когато горивните инста­ ла­ ции са проектирани специално за този вид лигнити да ползват средногодишна и сред­ нодневна норма от 320 mg/Nm3 SO2 (виж по-горе), като препоръчва, за постигането ù, като възможност, смесване с други, подходящи за целта въглища).

На фиг. 16 са показани емисиите (ПДК) на SO2 в района на с.Полски градец. Вижда се, че независимо от по-високата концентрация на серен диоксид от ТЕЦ „Марица-изток 2” – 476 mg/Nm3 вместо 350 mg/Nm3, концентрацията на нивото на дишане в района е значи­ телно под нормата.
Налага се много неприятният извод от възникналия риск след приемането на Ре­ фе­ ­ рентния документ/2017 от Европейската комисия – Енергийното ведомство, през целия период на обсъждане на документа, е пропуснало възможността да поис­ ­ ка, предвид спе­ ци­ фичните, единствени между останалите държави неблаго­ приятни характеристики на лигнитните въглища, безсрочна дерогация, състояща се в лимитиране на степен на улавяне, напр. над 97 %, без комбиниране с абсо­ лютна стойност от 320 mg/Nm3SO2.
От горното следва, че рискът от предсрочно извеждане на генериращи мощности, пора­ ди по-високото ниво на средногодишните и среднодневните емисии на SO2 от препоръките на Референтния документ/2017 е висок, но преодолим посредством анга­ жи­ рането на Енергийното ведомство с постъпки за искане за безсрочна дерогация пред институциите на Европейската комисия).

Емисии на живак (Hg)

ТЕЦ „Ей И Ес – 3С Марица-изток 1”, ТЕЦ „Марица-изток 2” и ТЕЦ „КонтурГлобал Марица-изток 3” изследват възможностите, както и свързаните с това инвестицион­ ни и оперативни разходи за удовлетворяване на препоръките на Референтния доку­ мент/2017 за концентрации на Hg в димните газове под 0,007 mg/Nm3.

На фиг. 17 са показани предварителни резултати от измерване, проведено в ТЕЦ „Ма­ ри­ ца-изток 2”.Вижда се, че концентрациите на Hg след СОИ са по-ниски от препо­ ръчаните.
При възникване на необходимост този риск може да бъде преодолян с обосновано искане за дерогация.

Емисии на прах

Електроцентралите емитират минимални количества прах.

Ограничения, произтичащи от Парижкото споразумение за парниковите газове

През 2016 г. Европейската комисия изработи пакет от предложения с наименованието „Чиста енергия за всички европейци” за по-нататъшно реформиране на енергийния сектор. Всички действия на ЕС са насочени към смекчаване на последиците от нас­ тъп­ ващите промени на климата посредством намаляване на емисиите на парнико­ ви газове. Този силен акцент в политиката на ЕС се изразява в намаляване на еми­ сиите с 20 % през 2020 г. спрямо тези през 1990 г., поне с 40 % през 2030 г. и с 80 ÷ 95 % през 2050 г. и съответства на поетите задължения с Парижкото споразумение.
България е с нисък БВП, поради което, следвайки духа на политиката на ЕС би тряб­ вало, по подразбиране, да се стреми към постигане на по-ниската цел, редуцирана към 2040 г., т.е. намаляване на емисиите на въглероден диоксид с 60 % спрямо емисии те през 1990 г.

­
В табл. 7 е показано намалението на емисиите на парникови газове за периода 1995 ÷ 2015 г., а на фиг. 18 – емитираните и абсорбирани парникови газове от държавите на ЕС28 и България през 2015 г. Вижда се, че България към края на периода се справя много добре с поетите задължения за намаляване на емисиите и е от малкото държави, в които абсорбираните парникови газове превишават емитираните.

Таблица 7. Парникови газове, емитирани в атмосферата

През същия период емисиите на СО2 в енергийния сектор са намалени от 38,677 Mt на 31,673 Mt, т.е. със 17,49 %, като емисиите от изгарянето на въглища през 2015 г. са 25,273 Mt, съответно 79,79 % от емисиите в сектора.

На фиг. 19 са показани специфичните емисии на СО2 от някои държави в ЕС. Вижда се, че за България те са значително по-малко от Германия, Полша и Чехия (държави със значителни залежи от кафяви и лигнитни въглища).

На фиг. 20 е показан прогнозният лимит на емисии на СО2 от кондензационните електроцентрали, изгарящи въглища с хоризонт до 2040 г. в съответствие с поетите задължения за чиста енергия и Парижките споразумения, а на следващите фигури 21 и 22 – съответните мощности е електроенергията, генерирана от тях. (Дейност VІ.1 – реалистичен сценарий).

В допълнение, след оптимизиране на рекултивационната дейност в „Мини Марица-изток” е възможно залесените допълнително с подходящи дървесни видове площи да абсорбират още 0,5 ÷ 1,0 Mt СО2 (Дейност VІ.3).

Реалистичен сценарий (Дейност VІ.1) препоръчва през 2020, 2025 и 2030 г. да работят 3 200 MW ТЕЦ на лигнитни въглища, през 2035 г. – 2 500 MW и през 2040 г. 2 060 MW и гарантира изпълнението на поетите задължения за намаляване на емисиите на СО2 с 20 % през 2020 г., с 40 % през 2030 г. и 60 % през 2040 г.; през периода не възникват рискове за вътрешното електропотребление и мощностния баланс.

Значителен риск за работата на електроцентралите, базирани на източномаришки лигнити, предвид високото съдържание на сяра (виж фиг. 14), представлява наложената от Европейската комисия търговия с въглеродни емисии. При близо 1,4 пъти по-висок емисионен фактор, българските ТЕЦ трябва да закупуват около 36,8 % повече еми­ сионни квоти спрямо останалите държави, произвеждащи електро­ енергия от въглища. Това ще постави тези централи в неравностойно положение, при конвергиране на пазарните условия в ЕС в бъдеще. От друга страна България практически не емитира, а абсорбира около 22,5 Mt въглероден диоксид годишно и доколкото този процес е глобален (виж фиг. 19), за раз­ лика от емисиите на азотни, серни и живачни оксиди има правото да предяви пре­ тенции пред Европейската комисия за компенсации под формата на безплатни квоти, с каквито тя разполага, но задържа.

Ограничения, произтичащи от либерализиране на пазара на електроенергия

Ефективното функциониране на електроенергийния пазар изисква наличието на пъл­ но­ ценни пазарни субекти – производители, търговци и потребители на електроенер­ гия.

За да бъдат реални участници в пазара, производителите на електроенергия трябва да са равнопоставени в конкурентната среда. Това предполага, в известна степен, унифици­ ране на компаниите по отношение на кор­ по­ ра­ тивната структура, структурата на произ­ вод­ ствените мощности, обема на продаж­ бите, ценовите равнища и т.н. и трябва да бъде  предмет на анализи и целенасочени действия на енергийните ведомства в пе­ риода на подготовка към либерализиране на па­ зара на електроенергия.

Работата в условията на либерализиран пазар изисква преосмисляне на политиката в сектора на електропроизводството, преди всичко на компаниите в комплекса рудници и електроцентрали „Марица-изток” (Дейност II.2,Дейност VI.5). Понастоящем там са налице четири самостоятелни компании:

⦁    „Мини Марица-изток” за добив на въглища с регулирана цена, монополен достав­ чик на останалите по дългосрочни договори.
⦁    ТЕЦ „Ей И Ес – 3С Марица-изток 1” за производство на електроенергия от източно­ маришки лигнити, с по-добри екологични показатели, сравнително висока иконо­ мич­ ност и по-висока маневреност.
⦁    ТЕЦ „Марица-изток 2” и ТЕЦ „КонтурГлобал Марица-изток 3” за производство на електроенергия от източномаришки лигнити, рехабилитирани, със сравнима иконо­ мичност и по-ниска маневреност.

Трите компании за производство на електроенергия са конкуренти на пазара, при един доставчик на гориво.

Тази структура, резултат на отсъствие на стратегически цели в миналото, драстично се отличава от структурата и подхода в стра­ ните, използващи добити по открит способ лигнити за производство на електроенергия.

Известно е, че почти без изключения лигнитните въглища се използват за производство на електроенергия в централи, изградени непосредствено до на­ хо­ дището, технологично свързани с рудниците посредством транспорта, подготов­ ката на въглищата (дробене, усредняване на качеството), депониране на отпадъците и други дейности. Това е същес­ твената причина рудниците и електроцентралитекъм на­ хо­ ­ ди­ щата за лигнитни въг­ лища да действат във вертикално-интегрирана структу­ ра за производство на краен продукт – електроенергия – табл. 8. Тази струк­ тура е доказала висока ефек­ тив­ ност, при ниска консумация на енергия, висока производителност, по-голяма гъвка­ вост на добива и като резултат – по-ниски про­ менливи разходи при производството на електроенергия, които са основен фактор за успешно участие на бор­ сата.

Държавите, които разполагат със значителни запаси от лигнитни въглища – табл. 8, имат програми,спазвайки задълженията за ограничаване на емисиите на парникови газове,да продължат производството на електроенергия от тях – фиг.23.

Таблица 8. Запаси, добив на лигнитни въглища, производство

на електроенергия и корпоративна структура в някои страни от ЕС

Източник: Eurocoal/2015

Реално е да се очаква сдружение между ТЕЦ „Ей И Ес – 3С Марица-изток 1”, ТЕЦ „Марица-изток 2” и ТЕЦ „КонтурГлобал Марица-изток 3”, в периода на подготовка към напълно либерализиран пазар на електроенергия, да предложи и евентуално полу­ чи концесията за добив на източномаришки лигнити. По този начин ще се намали един от рисковете, предизвикан от непазарното формиране на цената на въглищата.

По-нататъшните стъпки към формиране на една вертикално интегрирана компания за добив на въглища и производство на електроенергия от източномаришки лигни­ ти вероятно ще бъдат предприети под натиска на пазара.

/Следва/