Пише: Милош Здравковић
Водеће енергетске и друге компаније, као и владе многих земаља, данас постављају амбициозне циљеве за нулту емисију гасова са ефектом стаклене баште, па судбина гаса у електроенергетској индустрији остаје изазовно питање за многе. У самом енергетском сектору погледи на будућност производње електричне енергије из гаса веома су оптимистични. Наиме, цена енергије из обновљивих извора и трошкови система за складиштење енергије су веома високи (да не говоримо о балансу електричне енергије, те потреби за стабилношћу целог сектора на нивоу 24/7/365) нуклеарна енергија сигурно представља изазов, док истовремено друштвени притисак за уклањање извора угљен-диоксида, те нуклеарне енергије, расте из дана у дан.
Међутим, док размишљамо о будућности природног гаса, корисно је подсетити се његових различитих улога као извора енергије и како се његова употреба разликује у зависности од делова света. Природни гас је најинвестираније гориво. На пример, скоро 60% светске потражње за нафтом долази из транспорта, па је лако сматрати нафту горивом за транспорт, иако је она и више од тога. Слично томе, више од 60% употребе угља повезано је са производњом електричне енергије, па се на угаљ често гледа само као на његов извор, упркос великој употреби у индустрији. Остали извори енергије, пре свега нуклеарна енергија се користе за производњу електричне енергије.
Насупрот томе, око 40% светске потрошње гаса иде на производњу електричне енергије. Остало се углавном односи на системе за грејање и припрему топле воде за домаћинство, као и за кување, али и на индустрију, где служи као сировина или за загревање у технолошким процесима. Међутим, ови бројеви се веома разликују у зависности од делова света, од меридијана до меридијана планете Земље. Изван Организације за економску сарадњу и развој (OECD), 80% гаса се троши у индустрији или производњи електричне енергије. У неким земљама гас игра главну улогу у локалној самоуправи, становању, комуналној инфраструктури, углавном у Кини, земљама бившег Совјетског Савеза, а понегде и у Латинској Америци и Јужној Азији. У земљама OECD-а комунална инфраструктура чини 28% потражње за гасом.
С обзиром на то да је емисија CO2 упола мања од оне у електранама на угаљ, електрична енергија произведена из природног гаса често се сматра извором енергије као трајно решење (наравно уз употребу нуклеарне енергије) за смањење укупног нивоа емисије стаклених гасова у електро енергетици. Штавише, значајан пад емисије CO2 од 43% у Сједињеним Државама између 2005. и 2017. године углавном се приписује повећаном сагоревању гаса уместо угља (у САД се тренутно гради свега три нуклеарне електране).
Угаљ, гас и нуклеарке
Таква улога гаса као промотера ка чистијој економији је упитна, јер је прелазак са угља на гас у енергетском сектору заправо редак, барем у облику САД-а, где се смањење употребе угља мање више поклапа са порастом производње јефтиног гаса. Насупрот општеприхваћеном мишљењу да је Руска Федерација највећи произвођач гаса на свету, то су заправо САД. Постоји можда само 10 чланица OECD-а у којима опадајући удео угља омогућава углавном повећање употребе гаса, али чак и тада је гас често био упарен са нуклеарном енергијом. Таквих примера је врло мало у мање развијеним земљама изван OECD-а. У ствари, у свету је чешће видети да угаљ замењује гас него што гас замењује угаљ! Овај тренд је пре свега присутан због динамичног развоја Кине и Индије, које су заједно на почетку своје нуклеарне револуције. Овде морамо напоменути да нигде у иоле развијенијој економији обновљиви извори енергије још увек нису на путу да замене фосилна горива.
Ако је пребацивање угља на гас у електро енергетици у прошлости било ретко, може се очекивати да ће у будућности бити веома актуелно, пре свега у Европи, тј. У Немачкој, која је чак донела неке историјске одлуке да се одрекне угља и нуклеарне енергије. У САД-у је у периоду 2015-2018., повећање производње електричне енергије из гаса било слично повећању производње из ветра и сунца, односно износило је 134 TV h у поређењу са 126 TV h. У САД-у се више од 1/4 електричне енергије још увек производи из угља, а за то тржиште ће се борити и гас са нуклеарном енергијом. Супротно томе, у Великој Британији, пад употребе угља није довео до повећања потрошње гаса у производњи електричне енергије. Британија је као и Француска везала своју будућност за нуклеарну енергију.
Тамо су такође повећана енергетска ефикасност и употреба обновљивих извора смањили потрошњу угља. А у многим другим мањим државама, пре свега у Данској, обновљиви извори водећа су конкуренција угљу у производњи електричне енергије, а у неким случајевима већ замењују гас. Наравно када обновљиви извори закажу (недостатак ветра, воде, сунца) надомешћује је струја из нуклеарки у Белгији. Иако се много говори да је гас као стабилан извор енергије идеалан партнер за обновљиве изворе, који карактерише повремена нестабилност производње и због тога се међусобно допуњују, стварност је да све већи удео обновљивих извора често упарен са нуклеарном енергијом или термоелектранама на угаљ. Како ће нуклеарни извори енергије појефтинити (услед све већег броја земаља које су овладале овом технологијом али и руским амбицијама за већим извозом угљоводоника) та конкуренција ће бити све израженија у будућности.
Посматрајући појединачно различите сврхе употребе гаса, свет данас највише троши гас за производњу електричне енергије. Поред тога, добро је подсетити се да је гас био пресудан у промени светске енергетске мешавине у последњих пола века. 1973. године, током првог нафтног шока, нафта је обезбедила производњу готово 1/4 светске електричне енергије, а 2018. је учествовала са само 3%. Питање екологије, питање цене, атрактивност нафте на другим тржиштима и повећан обим транспорта су довели до ових бројки. У међувремену је гас скочио са 12 на 23%, мада је значајно ушао у производњу електричне енергије тек деведесетих година прошлог века. У многим случајевима прелазак са нафте на гас у производњи електричне енергије довео је до нижих емисија CO2 и других загађујућих материја, али да се не лажемо, ова транзиција се није догодила због еколошке свести већ због цене, тј. јефтиније је производити струју из гаса него из нафте. Како се ова транзиција углавном већ догодила у САД за очекивати је да се догоди у Европи и пре свега на Блиском Истоку, где је нафта у 2017. години чинила 1/4 производње електричне енергије, што је неиздржив трошак, али и стратешки промашај без преседана.
Зарад повећања извоза нафте и смањења трошкова производње електричне енергије за очекивати је да гас буде главни конкурент нуклеарној енергији на BI.
Поред ове предности употребе гаса за смањење емисије CO2 у односу на нафту и угаљ, постоји још једна кључна техничка предност електрана на гас. То је њихова флексибилност јер се могу изузетно брзо укључити када су потребни додатни капацитети за уравнотежење електроенергетског система. Према техничким спецификацијама, данашње напредне електране са гасним турбинама у једноставном циклусу могу да снабдевају мрежу са више од 400 MV за само 10 минута и дизајниране су тако да у року од 30 мин - 1 h могу достићи пуно оптерећење комбинованог циклуса. Електране на гас сада могу да раде са изузетно малим оптерећењем у неким случајевима са мање од 25% основног оптерећења, али такође могу да повећају производњу за 10-15% пуног радног капацитета за само 1 минут. Поред тога, развој турбина омогућиће да електране на гас почну постизати ефикасност већу од 65% у другој половини ове деценије. Управо је та предност природног гаса, која врло брзо може испоручити велику количину електричне енергије у електроенергетски систем, што је активно помогло да се велики капацитети иначе нестабилних обновљивих извора лако интегришу у енергетску мрежу.
Извештај Међународне енергетске агенције (IEA) за 2019. годину показује да је од 2010. године 80% повећања потрошње гаса концентрисано у три кључна дела света. То су САД у којима је револуција гаса из шкриљаца била у пуном јеку, Кина и Индија у којој су економска експанзија и забринутост за квалитет ваздуха подржали брзи пораст употребе гаса и Блиски исток где се гас користи за замену нафте у електро енергетици.
Међутим, упркос опадању трошкова за производњу нуклеарне енергије и хитности декарбонизације енергетских система, фосилна горива, укључујући гас и даље обезбеђују 85% светских енергетских потреба. Како ће се ово променити за релативно кратко време?
Чини се да ће политика одредити пут за даља улагања у гас. Порези или таксе на угљеник (чист ваздух) могли би убрзати крај таквих инвестиција, али главни фактори, укључујући европске власти, до сада су били врло спори у осмишљавању таквог, одрживог система. Према стручњацима за енергетику, правац енергетске транзиције праћен је у Сједињеним Државама, али само је питање колико брзо ће се промене одвијати и у којој мери. Са друге стране, очекује се пораст емисије угљеника у Европи у блиској будућности како би се убрзало постизање нулте емисије стаклених гасова.
Упркос томе, многи стручњаци не верују да природни гас и његова функција у енергетском систему могу заменити тако лако и брзо угаљ, односно термоелектране на угаљ. Једноставно речено, према њиховим речима, заиста је огроман задатак заменити све што угаљ и нафта раде без обзира да ли су топлане на нафту или термоелектране на угаљ да би уравнотежиле систем. Наиме, иако се може рећи да постоје и друга решења, није баш сигурно да су у пракси подједнако вредна решења за радове које обавља гас.
Међутим, из економских разлога или политике, немогућност надметања у производњи електричне енергије представљаће проблем за гас на два начина. Прво, скоро 1/2 повећања светске потражње за гасом од 1971. године до данас потиче од производње електричне енергије. Ако гас више не може бити конкурентан у производњи електричне енергије, ако га поредимо са струјом добијеном из нуклеарки, ризикује да изгуби основни стуб који му је омогућио да расте у овом значају у енергетском систему. Стога IEA већ примећује да је данас индустрија, а не електрична енергија, главни покретач потражње за гасом. Други проблем је шири. Енергетски систем постаје све електрификованији, због тренда електро мобилности и електрификације зграда. Како се енергетски систем у будућности све више буде ослањао на електричну енергију, неконкурентност у производњи електричне енергије биће главни проблем за гас.
То наравно не значи да ће гас ускоро или постепено бити искључен из производње електричне енергије, али се овакав тренд раста не може очекивати. На многим тржиштима, попут Северне Америке, земаља бившег Совјетског Савеза или Блиског истока, тешко ће се истиснути релативно јефтин гас, чак и ако су нуклеарке конкурентније од нових електрана на гас. Иначе, гас има уравнотежену улогу у електроенергетском систему или делује као подршка хидроелектранама или другим обновљивим енергетским постројењима, па би се његова употреба у производњи електричне енергије могла наставити, са трендом сигурног раста, али не у овој мери, као у САД. Штавише, земље које поступно укидају употребу угља могу се неко време окренути гасу, али изазови нуклеарне енергетике су видљиви. Ипак искуство сугерише да је мало вероватно да неће доћи до великог преласка са угља на гас, иако ће нуклеарке и обновљиви извори узети део тржишног удела природног гаса.
Једноставно речено, гас ће бити тешко истиснут тамо где је јефтин, што се тиче Северне Америке, земаља бившег Совјетског Савеза и Блиског истока. У Европи, где је гас скуп и где су подстицаји за декарбонизацију највећи, може се истиснути из производње електричне енергије и на крају из зграда, али ће га бити теже заменити у индустрији. У Азији, са друге стране, најважнију улогу има гас. Вероватно ће се гасна експанзија одвијати у индустрији и грађевинарству, али је мало вероватно да ће његов допринос производњи електричне енергије наставити овако снажно да расте, али се не може очекивати ни њено смањење. У субсахарској Африци, гас ће вероватно остати само нишни извор енергије са ретким и малим могућностима за ширење, иако би могао пружити решење за енергетско сиромаштво у овим земљама, мало је вероватно да ће играти централну улогу у тим напорима.
Глобална енергетска индустрија се мења. У протеклој години били смо сведоци знатног смањења већ ниске цене нафте и њене даље нестабилности. Извозници гаса, међутим, могу послати енергетској индустрији позитиван сигнал о дугорочној предвидљивости цена основних енергената.
Као обилно, безбедно и чисто гориво, природни гас је приступачно решење које ће дати свој допринос остварењу циља који се своди на нижу емисију угљеника. GECF (Лидери Форума земаља извозница гаса) земље, као поуздане извознице с највећим уделом у светским резервама гаса, одлучне су да испуне растуће потребе глобалног тржишта.
Према проценама, глобална потрошња природног гаса до 2035. године може порасти за више од једне трећине и може прећи гранични ниво од пет трилиона кубних метара. У том периоду глобално тржиште гаса обликоваће регион Азија–Пацифик, где ће потражња за гасом превазићи потрошњу на развијеном тржишту Северне Америке.
20. децембар 2020.
Упутнице: