Важность газа для достижения Европой углеродной нейтральности

С момента принятия Европейской комиссией 11 декабря 2019 года «Зеленой сделки» («Зелёный пакт для Европы», «Европейский зеленый курс», the European Green Deal) – плана достижения нулевого нетто-выброса парниковых газов путём – в Европе идут непрекращающиеся споры путях ее реализации. В основном, обсуждается возможность (или невозможность) сохранения какой-то доли ископаемого топлива в энергобалансе в противовес идее полностью заменить ископаемое топливо за счет электроэнергии от ВИЭ.

Пока отказ от ископаемого топлива в наибольшей степени затронул уголь, от которого все страны Западной Европы либо уже отказались, либо имеют планы отказа. Отказаться от газа кажется невозможным. Все последние годы доля газа в энергобалансе Европы практически не уменьшалась, а падающую собственную добычу успешно замещал рост импорта.

Источник: МЭА

Источник данных: годовой отчет Газпрома за 2019 год

Однако сторонники жесткой зеленой линии ведут атаки на газовую инфраструктуру, добиваясь временных успехов. В декабре прошлого года Европейская комиссия предложила пересмотреть регламент по трансъевропейской энергетике (TEN-E) с тем, чтобы лишить новые газовые проекты статуса PCI (проекты, представляющие общий интерес для стран ЕС). Получение статуса PCI означает больший потенциал для финансирования из бюджета ЕС.

Газовщики пытаются убедить общество и власти в невозможности отказаться от газа и перейти исключительно на электроэнергию и зеленый водород. Опубликовано немало материалов, в которых показано, что отказ от газовой генерации и энергоснабжения газов предприятий и коммунального сектора грозит катастрофами.

Судя по настойчивым попыткам правительства ФРГ добиться от США согласия на достройку СП-2, отказываться от газа европейские страна не намерены. Но остается вопрос распределения средств между ВИЭ и газовыми проектами. Европейские газовики сделали в этой борьбе свой ход, выпустив солидный доклад «Важность газа для достижения Европой углеродной нейтральности».

Доклад по поручению Ассоциации Eurogas, представляющей европейских газовых операторов, выполнила известная нидерландская исследовательская компания DNV GL. В документе показаны преимущества достижения Европой к 2050 году углеродной нейтральности в варианте максимального использования газа по сравнению с официальным сценарием Еврокомиссии 1,5 TECH, в котором основной упор сделан на электроснабжение за счет ВИЭ.

Невозможно однозначно предсказать, по какому пути реально пойдут усилия европейских политиков по достижению углеродной нейтральности (может быть, от этой идеи вообще откажутся через несколько лет), но представленный газовый сценарий объективно в наибольшей степени отвечает интересам России как крупнейшего поставщика газа в Европу. Особенно интересна настойчивость Еврогаза в обосновании получения водорода через паровом риформинг с захоронением углерода, и боле чем втрое меньшая стоимость налога на выбросы СО2 – 100 евро/т по сравнению с 350 евро/т в сценарии 1,5 TECH.

Предлагаем познакомиться с основными выводами данного исследования и его кратким описанием от компании DNV GL.

Основные выводы доклада European Carbon Neutrality: The Importance of Gas

Европейская комиссия (ЕК) привержена решительной борьбе с изменением климата и стремится к тому, чтобы к 2050 году Европа стала первым в мире климатически нейтральным континентом. Последствия перехода к чистой нулевой экономике без выбросов парниковых газов (ПГ) будут ощущаться во всем ЕС и, в частности, в энергетическом секторе.

Европейская газовая промышленность должна найти способы процветать в мире, где выбросы парниковых газов постепенно устраняются. Это будет означать поддержку широкого расширения производства возобновляемой электроэнергии и агрессивное сокращение выбросов от использования ископаемого топлива.

Данный доклад был подготовлен по заказу Eurogas и исследует сохраняющуюся и поддерживающую роль газа в декарбонизированной европейской экономике к 2050 году.

Чтобы оценить, как достичь декарбонизированного будущего для европейского энергетического сектора и европейских потребителей, DNV GL разработала 100-процентный путь сокращения выбросов CO2 (чистый ноль), обозначенный как «сценарий Еврогаза». Этот сценарий основывается на сильных сторонах европейского газового сектора и преимуществах энергоснабжения по существующим газовым сетям. Впоследствии сценарий «Еврогаза» был сопоставлен с альтернативным вариантом, направленным на замену газообразной энергии, в первую очередь, электроэнергией. Этот сценарий называется в настоящем докладе 1,5-технологическим сценарием (1,5 TECH) и является интерпретацией DNV GL 1,5-TECH сценария ЕС, представленного в 2018 году в рамках “долгосрочного стратегического видения процветающей, современной, конкурентоспособной и климатически нейтральной экономики”.

В обоих сценариях все секторы нуждаются в обширной декарбонизации для достижения сокращения выбросов в рамках нулевой цели ЕС к середине века. В частности, очевидно, что для достижения этого секторы производства электроэнергии и обрабатывающей промышленности (в обоих сценариях) должны стать углеродно-отрицательными. В сценарии Eurogas производство электроэнергии и промышленность используют энергию, полученную из биометана и биомассы – декарбонизированную с помощью технологии улавливания и хранения углерода (CCS), – чтобы компенсировать оставшиеся выбросы, производимые все менее углеродоемкими зданиями и транспортом.

То же самое происходит и при сценарии 1.5 TECH, хотя и в меньшей степени. В этом сценарии выбросы сокращаются более равномерно во всех секторах.

Между обоими сценариями есть несколько примечательных сходств:

— декарбонизация электроэнергетического и производственного секторов зависит от масштабирования технологий и инфраструктуры CCS,

— использование биомассы и биометановые технологии второго поколения являются основой усилий Европы по декарбонизации. Они имеют решающее значение для чистых отрицательных выбросов,

— дорожно-транспортный сектор становится все более электрифицированным в обоих сценариях за счет использование электромобилей (BEVs). Электромобили на топливных элементах (FCEVs) дополняют BEVS в коммерческом автомобильном транспорте.

В обоих сценариях спрос на энергию в строительном секторе не сократится в такой же степени, как в других секторах в 2050 году. Однако основной энергоноситель данного сектора варьируется в зависимости от двух сценариев. В сценарии Еврогаза природный газ и масштабное использование биометана и водорода по-прежнему обеспечивают значительную долю энергопотребления секторов. В то время как в сценарии 1.5 TECH наблюдается значительный рост использования электроэнергии для отопления.

Общее сравнение двух сценариев дает нам следующие ключевые выводы о декарбонизации европейской энергетической системы:

— в 2050 году газоснабжение продолжает играть важную роль, обеспечивая 32% конечного спроса на энергию в Европе по сценарию Еврогаза,

— использование биогаза и биометана может привести к значительным отрицательным выбросам углекислого газа (в сочетании с CCS), что делает экономически эффективное сокращение выбросов доступным для других труднодекарбонизируемых секторов спроса на энергию,

— водород, биометан и CCS могут сократить углеродный след европейской цепочки поставок газообразной энергии на 89% в 2050 году и далее, если включить чистые отрицательные выбросы в сценарий Еврогаза.

Стоимость для общества:

— продолжение поставок газообразной энергии в сценарии Еврогаза обеспечивает чистую нулевую энергетическую систему при значительно более низких затратах – 130 млрд евро годовой экономии в 2050 году,

— использование газообразной энергии снижает затраты на обширную реконструкцию строительного сектора и расширение электросетей для размещения полностью электрического отопления. Таким образом, она предоставляет обществу более дешевый путь к сокращению выбросов (~10 трлн евро экономии в период 2018-2050 годов),

— продолжение использования газообразной энергии в сценарии Еврогаза снижает предполагаемые капитальные затраты на расширение европейской энергосистемы примерно на 1,3 трлн евро до 2050 года по сравнению с 1.5 TECH.

Декарбонизация газоснабжения:

производство водорода путем риформинга метана в сочетании с CCS (голубым водородом) обеспечивает основную часть среднесрочного спроса на водород, достигая 820 тераватт-часов (ТВтч) предложения в сценарии Eurogas в 2050 году,

— в обоих сценариях CCS является незаменимой технологией для декарбонизации энергетического и производственного секторов с мощностью от 895 до 1048 миллионов тонн CO2, секвестрируемого в год в 2050 году для сценария 1,5 TECH и Eurogas соответственно.

— повышение доступности переменных источников возобновляемой энергии (ВИЭ) и снижение затрат на технологию электролиза обеспечивает производство водорода из возобновляемых источников электроэнергии (“зеленый водород”) в размере 964 ТВтч в 2050 году по сценарию Еврогаза.

— биометан (второе поколение) может устойчиво поставлять 1014 ТВтч энергии в 2050 году, при этом на стоимость поставок в долгосрочной перспективе повлияет дефицит сырья.

Потребности в инвестициях в инфраструктуру:

— совокупный эффект от продолжения использования инфраструктуры газоснабжения и технологий реагирования на спрос в энергетическом секторе снизит пиковую потребность в мощности до средней на 19% с 2017 по 2050 год,

— потребность в инвестициях для дальнейшего использования газообразной энергии составляет незначительную долю (11% от общего объема капитальных вложений в сценарии Еврогаза) по сравнению с инвестициями, необходимыми для строительства электросетей к 2050 году,

— в сценарии Еврогаза более 80% инвестиционных потребностей в газовых энергетических сетях приходится на размещение водорода в сетях (смешанных, модернизированных и новых).

Энергоснабжение общества

Энергетический сектор лежит в основе большей части образа жизни, к которому привыкли граждане стран с развитой экономикой, и на который все больше полагаются развивающиеся страны. Поэтому симбиотическая связь между необходимостью декарбонизации и средствами, которыми располагает общество для доставки декарбонизированной энергии, имеет решающее значение для достижения глубокой декарбонизации. Как таковые, экономические издержки для общества вызывают особую озабоченность, особенно для экономически обездоленных.

В сценарии Еврогаза общая стоимость реализации чистых нулевых амбиций ЕС к 2050 году составляет 4,1 трлн евро, что на 7% ниже, чем в сценарии 1,5 TECH. Эта разница приближается к 0,5% европейского ВВП. Это эквивалентно экономии 130 миллиардов евро в год или 600 евро на семью в год в течение 32-летнего периода между 2018 и 2050 годами.

Есть две основные причины снижения затрат в сценарии Еврогаза:

1. Субсидии, необходимые для стимулирования/помощи потребителям в выборе декарбонизированной энергии на 80% (10,1 трлн евро) и более ниже в сценарии Еврогаза. Сопоставимый 1,5 TECH сценарий требует субсидий в размере 300 миллиардов евро в год для электрификации отопления в секторе зданий.

2. Сценарий Еврогаза экономит затраты за счет перепрофилирования существующей газовой инфраструктуры вместо строительства новой электроэнергетической инфраструктуры. Потребность в капитальных вложениях в газовые и электрические сети вместе взятые в сценарии Eurogas на 35% ниже, чем в сценарии 1.5 TECH.

Компания DNV GL о своем исследовании

Исследование Eurogas рассматривает объединение газа, CCS и возобновляемых источников энергии как более дешевый путь к нулевому ЕС, чем полагаться на электрификацию.

Из инвестиций, необходимых для газовых энергетических сетей в сценарии «Еврогаз» для полного нулевого состояния ЕС к 2050 году, более 80% приходится на их адаптацию для использования водорода.

Исследование Eurogas показывает, что политика, поддерживающая газ и его декарбонизацию, наряду с ростом производства электроэнергии, может значительно снизить стоимость достижения ЕС с нулевым чистым выбросом углерода к 2050 году.

Стратегия смешанного топлива может сэкономить 600 евро на семью в год в период с 2018 по 2050 год, при этом значительная экономия будет связана с обезуглероживанием тепла для зданий

Глава Eurogas Джеймс Уотсон говорит, что результаты показывают, что ЕС должен немедленно начать экономику чистого водорода, и что CCS необходим для достижения климатических амбиций.

Достижение углеродно-нейтрального ЕС к середине века будет стоить на триллионы евро меньше, если использование газа, все более декарбонизированного за счет улавливания и хранения углерода (CCS), будет продолжаться наряду с растущим использованием электроэнергии в переходный период.

Это ключевой вывод исследования European Carbon Neutrality: The Importance of Gas, проведенного компанией Eurogas по заказу DNV GL.

Еврогаз представляет европейские секторы оптовой, розничной торговли и распределения газа в учреждениях ЕС.

В исследовании прогнозируются результаты различных политических выборов в структуре энергобаланса Европы в период с настоящего момента до середины века для достижения углеродной нейтральности. Доклад основан на Перспективе перехода к энергетическому рынку (ETO) DNV GL, модели глобального спроса и предложения энергии до 2050 года.

Eurogas поручил DNV GL использовать модель ETO 2019 года, которая не предусматривала углеродную нейтральность ЕС в 2050 году, для прогнозирования тенденций в рамках двух сценариев, которые действительно позволяют достичь этого предположения. В одном из этих сценариев электрификация является мощным двигателем к нулевому уровню ЕС, и спрос на нефть и газ снижается, но остается очевидным. Во втором сценарии большую роль играет газ: спрос на нефть и газ в 2050 году будет вдвое выше, чем в сценарии «сильной электрификации». Результаты сравниваются с двумя другими путями перехода – Eurogas 2019 и 1.5TECH.

Модели Eurogas 2019 и 1.5TECH прогнозируют спрос на энергию при различных путях достижения полной декарбонизации энергетической системы ЕС к 2050 году с чистыми отрицательными выбросами в энергетике и производстве для компенсации оставшихся выбросов.

Применение модели ETO, таким образом, показывает, что политика, решительно поддерживающая декарбонизацию газа или сильную электрификацию, может привести к нулевому уровню ЕС. Однако предполагается, что поддержка широкого топливного баланса предлагает значительно более доступный переход для домовладельцев и налогоплательщиков.

Исследование показывает, что ЕС может сэкономить 4,1 триллиона евро к 2050 году, используя сочетание энергоносителей, включая возобновляемые и декарбонизированные газы, для достижения углеродной нейтральности.

Джеймс Уотсон, Генеральный секретарь Еврогаз:

— Исследование показывает, что к 2050 году ЕС может сэкономить 4,1 триллиона евро, используя сочетание энергоносителей, включая возобновляемые и декарбонизированные газы, для достижения углеродной нейтральности. Применение этого подхода к отоплению зданий особенно важно для достижения этой экономии, в условиях, когда Европе нужны средства для восстановления после COVID-19. Предполагается, что продолжение поставок газовой энергии, как в сценарии «Еврогаз», принесет значительные финансовые выгоды по сравнению со сценарием 1.5TECH. Энергетическая система с нулевым показателем выбросов в сценарии «Еврогаз» будет стоить в среднем на 130 млрд евро меньше в год в период с 2018 по 2050 год, чем в сценарии 1.5TECH.

Сценарий «Еврогаз» обеспечивает ориентировочную экономию около 10 трлн евро за счет распределения газа в зданиях, компенсируя более высокие затраты в других местах по сравнению с переходом с газа на электричество. «Электрический тепловой насос стоит больше, чем газовый котел, но реальная стоимость заключается в ремонте и модернизации домов, удалении радиаторов и трубопроводов для установки модернизированных или новых систем, совместимых с вашим тепловым насосом», – поясняет Уотсон.

Существуют дополнительные расходы, если домам требуется лучшая изоляция, говорит Уотсон, но если вы объедините энергоэффективность с переходом с природного газа на возобновляемые источники водорода или биометана, вы значительно сократите выбросы парниковых газов, сохраняя при этом гораздо более доступную цену для домовладельцев и жителей Европейский налогоплательщик.

Снабжение декарбонизованным газом

Более 80% инвестиций, необходимых для газовых энергетических сетей по сценарию «Еврогаз», – это адаптация их для использования водорода. С этой точки зрения голубой водород, полученный путем парового риформинга метана с использованием CCS, обеспечивает большую часть среднесрочного спроса на водород, который к 2050 году достигнет 820 тераватт-часов в год.

В обоих смоделированных сценариях с нулевым показателем нетто CCS незаменим для декарбонизации выработки и производства электроэнергии, при этом установленная мощность улавливания достигнет 895 и 1048 миллионов тонн CO2 в год в 2050 году для сценариев 1.5TECH и Eurogas соответственно.

Повышение доступности переменного источника возобновляемой энергии и снижение затрат на технологию электролиза приводит к тому, что производство зеленого водорода из возобновляемой электроэнергии достигнет 964 ТВтч / год в 2050 году по сценарию «Еврогаз».

Джеймс Уотсон: «Исследование Eurogas показывает, что для достижения углеродной нейтральности к 2050 году Европа должна начать водородную экономику сейчас – нет времени откладывать. Это включает в себя все варианты использования чистого водорода — реформинг природного газа с использованием CCS, производство водорода из возобновляемых источников и смешивание его с метаном. Кроме того, CCS – это не вариант, а необходимость, если мы хотим достичь наших климатических амбиций». Моделирование также предполагает, что биометан второго поколения может устойчиво обеспечивать 1014 ТВтч / год энергии в 2050 году, но в долгосрочной перспективе на затраты на поставки будет влиять нехватка сырья.

Меньше затрат на расширение электросети

Сценарий «Еврогаз» также означает меньшие затраты на расширение электросети для обеспечения полностью электрического отопления. Предполагаемые капитальные затраты на такое расширение до 2050 года будут примерно на 1,3 трлн евро меньше, чем в сценарии 1.5TECH. Модель показывает, что в сочетании с технологиями реагирования на спрос в электроэнергетике продолжение использования существующей инфраструктуры газоснабжения снижает потребность в пиковой и средней мощности на 19% в период с 2017 по 2050 год. Для непрерывного использования газовой энергии требуются небольшая часть инвестиции – 11% от общих капвложений по сценарию «Еврогаз».

Перспективы газа в топливном балансе Европы улучшаются

В целом, моделирование предполагает, что путь еврогаза может сэкономить обществу около 4,1 трлн евро в период с 2018 по 2050 год на пути к чистому нулевому выбросу углерода. Это составляет приблизительно 0,5% от совокупного европейского ВВП и эквивалентно 600 евро на домохозяйство в год в период 2018–2050 гг.

Еврогаз представляет данное исследование политикам Европейской комиссии, Европейского парламента, государств-членов ЕС, а также других заинтересованных сторон и ассоциаций. «Мы надеемся, что это укрепит веру в то, что водород – хороший путь для Европы. Исследование может продемонстрировать, что, хотя мы, безусловно, можем достичь углеродной нейтральности, для этого нам нужно будет использовать газообразные источники энергии», – подчеркнул Уотсон.

Джеймс Уотсон считает, что ситуация с газом изменилась: «Перспективы намного лучше, чем в 2018 году, когда Европейская комиссия, по сути, приступила к программе «электрифицировать все». Я считаю, что Комиссия теперь понимает ограничения электричества и маловероятно, что к 2050 году будет электрифицировано 80%.

Все «серьезные игроки» сейчас говорят о «новой топливной смеси», которая более благоприятна для газа, – заключил он: «Что касается долгосрочной перспективы, европейская водородная стратегия признает водород как отличный способ хранения и транспортировки возобновляемой энергии, и мы согласны с этим. Мы наблюдаем растущее признание аргумента о том, что использование CCS для производства низкоуглеродного водорода будет играть очень важную роль в наших шансах на достижение целевого показателя углеродной нейтральности к 2050 году».

Scroll Up