Прогноза: Развитието на електроенергетиката на България до 2040 г. - 2 част
Какво казва докладът на БАН (Един непредубеден прочит)


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
|
Парникови газове, еквивалентни на въглероден диоксид (СО2), Mt |
|
|
1990 г. |
2015 г. |
ЕС 28 |
5 716,364 |
4 451,813 ↓ 22,12 % |
България |
104,373 |
62,021 ↓ 40,61 % |
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
Страна |
Запаси, Mt |
Съдържание на сяра, % |
Годишен добив, Mt/2015 |
Годишно производство на електроенергия/2015 |
Корпоративна структура |
|
MW |
TWh |
|||||
Германия |
72 700 |
Под 2 % |
159,3 |
17 470 |
135,0 |
Две основни вертикално интегрирани компании |
Полша |
23 516 |
Под 2 % |
60,2 |
8 988 |
52,9 |
Две основни вертикално интегрирани компании |
Чехия |
1 601 |
Под 2 % |
38,1 |
n/a |
n/a |
Пет компании за добив на кафяви въглища с дългосрочни договори за изкупуване |
800 |
n/a |
Една вертикално интегрирана компания |
||||
Румъния |
9 920 |
Под 2 % |
24,0 |
4 337 |
15,5 |
Една основна вертикално интегрирана компания |
Словакия |
400 |
Под 2 % |
1,8 |
n/a |
n/a |
n/a |
Унгария |
4 321 |
Под 2 % |
8,5 |
966 |
n/a |
Една вертикално интегрирана компания |
Сърбия |
3 546 |
Под 2 % |
37,0 |
4 032 |
n/a |
Една вертикално интегрирана компания |
Гърция |
4 600 |
Под 2 % |
46,0 |
n/a |
n/a |
Две вертикално интегрирани компании |
Словения |
1 268 |
3,2 |
1 304 |
n/a |
Една вертикално интегрирана компания |
|
България |
1 957 |
Над 2.5 % |
32,3 |
3 534 |
19,3 |
Една въгледобивна компания и три компании за производство на електроенергия |
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/