Природният газ и преходът към беземисионна енергетика - 1 част

Люлин Радулов, Черноморски изследователски център

Изследването e направено в рамките на проект MEDEAS финансиран от програма Хоризонт 2020 на Европейския съюз по силата на договор № 691287. Цялата отговорност за публикацията принадлежи на автора .  Тя не отразява непременно мнението на Европейския съюз.  ИАМСП и Европейската комисия не носят отговорност за използването на съдържащата се в публикацията информация.

Европейският съюз има водеща роля в процеса на прехода към беземисионна енергетика. Неговият пример показа на света възможностите на възобновяемите технологии за производство на електроенергия и насърчи този процес в глобален мащаб.

Постигането на целите на Парижкото споразумениe (Парижкото споразумение установява глобална рамка за избягване на опасни климатични промени чрез ограничаване на глобалното затопляне до под 2 °C и предприемане на усилия за ограничаването му до 1,5 °C.) налагат да се използват всички разполагаеми възможности, както за производство и преобразуване, така и за потребление на енергия.  Ясно е, че изкопаемите органични горива трябва да се заменят с възобновяеми, но при това преходът да протече така, че да не спъва икономическото развитие на обществото.  За целта трябва да се използват всички налични технологии и енергоносители и съчетания от възобновяеми енергийни (ВЕ) ресурси.  Едновременно с това е необходимо да се положат интензивни усилия в изследователската дейност и да се впрегнат всички възможности на европейската индустрия за модернизация на технологиите.

Логично е преходът да започне с прекратяване използването на горивата с най-високи емисии – въглища и петрол.  Природният газ може да поеме междинна роля и наред с електроенергията постепенно да ги замества в европейския енергиен баланс, докато се развият нови средства за управление на енергийните системи, транспорта и индустрията.  С участието на природния газ в прехода ще се избегнат драстични промени в технологиите и ще се намалят инвестициите, които нямат перспективи в бъдещата беземисионна енергия.  Съществена ще е ролята му и в страните с ядрени централи: предвид тяхната ограничена пъргавина те ще добият възможност да имат постоянно натоварване, като излишъкът ще отива за производство на водород.

Природният газ заема около 24,5% от потреблението на първична енергия в ЕС през 2017 г. и се използва за производство на електроенергия, отопление, гориво за транспортни превозни средства и суровина за промишлеността.  През 2017 г. Европа е употребила 398 398 Mtoe природен газ (491 bcm (billion cubic metres), EU production 132.9 bcm in 2016), от които 74,3% са внесени, а разпределението му по сектори е съответно 31% за производство на електроенергия, 38% в сградния сектор, 24% в индустрията и 7% други.  Местният добив намалява всяка година и в перспектива с изчерпване на находищата в Северно море и Грьонинген (Холандия) ще се намали с още 50 bm3 (IEA, Gas 2019, Analysis and forecasts to 2024)  Така вносът на ЕС ще се увеличи значително чрез газопроводи и втечнен газ.

Природният газ

Като съществен компонент на Европейския енергиен баланс надеждността на доставките на природен газ има изключително значение.  Газовата инфраструктура е „критична“ за доставките, което води до високи изисквания за адекватност и надеждност, както и установяване на общо основно ниво на риск за сигурността) на тази мрежа в цяла Европа.

Изграждането на газопроводи изисква политически решения от държави доставчици и държави получатели с различни правителствени системи и интереси.  Необходими са надеждни гаранции както за търсенето, така и за предлагането в бъдеще.  (Европа често е била свидетел на трудности с осигуряването на надеждни доставки, особено за някои страни от Източна Европа.)

Редица документи на ЕС и държавите членки са посветени на надеждността в случай на криза, на мерките, смекчаващи вероятността от колебания в предлагането.  Те обхващат планове за предотвратяване и спешни действия за различни групи потребители, в зависимост от нивото на адекватност и сигурност, изисквано от тях.

Операторите на преносни системи и газоразпределителни мрежи са отговорни за премахването на риска от ограничаване или прекъсване чрез мрежови и пазарни мерки.  Плановете предвиждат предотвратяване на възникване или влошаване на аварийни ситуации, ограничаване на категориите потребители, защита на сигурността на електроенергийната система, както и реализиране на възможностите за регионално сътрудничество между доставчиците на природен газ.

Правилата, приложими към риска, са предмет на Регламент 2017/1938 от 25 октомври 2017.  На негова основа Асоциацията на газовите оператори в Европа е разработила Методология за оценка на риска за сигурността. Методологията  подпомага газовите оператори в оценката на рисковете за техните активи и предлага икономически ефективни мерки за намаляване на риска.

Използването за природен газ за подпомагане на прехода има забележителното предимство, че с напредването на технологиите може да бъде постепенно заместен от възобновяеми газове и от произведен беземисионен газ.  Нещо повече – преходът се извършва без да е необходима промяна на технологиите на потреблението.

Трябва обаче да се отбележи, че природният газ е изправен пред две предизвикателства: конкуренция на развиващите се големи пазари в Азия и изтичане в атмосферата по технологичната верига от добива до използването му.

Колкото и малко да е изтичането, поради високия парников ефект на метана (над 20 пъти спрямо този на СО2) то трябва да бъде проучено и да се направят  необходимите технически подобрения на газовите мрежи.  Поради този ефект едва 3% изтичане по веригата на доставки може да заличи ползите от употребата му в сравнение с въглищата при производството на електроенергия (IEA, World Energy Outlook).

Производство на електроенергия

Докато използването на природен газ в Европа за отопление е традиционно, преходът към ВЕ придава ново значение на природния газ за производство на електроенергия – балансиращата му роля.  Нарастването на променливото производство на електроенергия изисква все по-нови средства за управление на електроенергийната система (ЕЕС).  Необходимо е да се увеличи тяхната маневреност, а за това може да помогне нарастването на газовите мощности, които със своята пъргавина на регулиране да балансират променливото производство от ВЕИ.  Намаляването на мощностите на въглищните централи увеличава нуждата от нови маневрени мощности с по ниски относителни емисии.  Тази роля могат да поемат газовите централи със затворен цикъл (CCGT), които имат 35 - 40% по-висока ефективност за големи турбини, и около два пъти по-ниски емисии от инсталациите, работещи с въглища, 2-3 пъти по-кратки срокове на строителство и значително по-малки инвестиции.  Газовите централи с отворен цикъл (OCGT) пък са незаменими за балансирането на електроенергийната система, като се има предвид високата им динамичност и потенциал в първичното, вторичното и третичното регулиране, за да покрият товара почти без забавяне или да бъдат спрени без значителни загуби на енергия.

Втората част от анализа можете да прочетете тук.