·        Спрос на электроэнергию, вероятно, значительно возрастет к 2050 году в Великобритании, поскольку мы электрифицируем транспорт и систему отопления как часть дорожной карты для декарбонизации нашей энергетической системы.

·        Это создаст потребность в производстве до 80 ГВт низкоуглеродистой производственной мощности для обеспечения электроэнергией в пиковые периоды, даже при отсутствии ветра. Выполнение этого требования только с помощью ВИЭ и батарей было бы сложной и непомерно дорогой задачей.

·        Такие технологии как улавливание и хранение углерода (CCS) и водородные турбины могли бы сыграть важную роль в обеспечении гибкой низкоуглеродистой мощности, а также в обеспечении стабильности сети. Удовлетворение пикового спроса с помощью этих технологий будет стоить около 40 млрд фунтов стерлингов капитальных расходов против 170 млрд фунтов стерлингов или более при применении только альтернативных технологий.

·        Анализ компании Aurora демонстрирует, что ликвидация последних нескольких тонн выбросов углерода в результате производства электроэнергии, вероятно, будет чрезвычайно дорогой - стоимостью более 1500 фунтов стерлингов за тонну углекислого газа - поскольку для этого потребуется строительство электростанций с нулевыми выбросами углерода, которые будут работать всего несколько часов на год. Это вызывает вопрос о том, насколько далеко мы должны зайти, чтобы ликвидировать последние выбросы нашей энергосистемы, по сравнению с углеродными зачетами, такими как лесовосстановление или изменение землепользования.

Поскольку энергетическая промышленность Великобритании с нетерпением ждет обнародования правительственной водородной стратегии, Aurora Energy Research опубликовала новый анализ текущей потребности в производстве тепловой энергии для обеспечения надежности энергоснабжения, а также осветила роль технологий улавливания и хранения водорода и углерода (CCS) во внедрении энергосистемы с чистыми нулевыми выбросами.

Роль газа в обеспечении декарбонизации и надежности энергоснабжения
С момента легализации газа в качестве топлива для производства электроэнергии в 1990-х годах Великобритания инвестировала значительные средства в строительство более 30 ГВт новых газовых электростанций. Газ стал доминирующим ископаемым топливом в энергосистеме Великобритании, обеспечив страну более третью электроэнергии в 2020 году. Переход с угля на газ в ВБ сыграл значительную роль в сокращении углеродистой интенсивности электроэнергетического сектора более чем на 60% и дал возможность правительству добиться прекращения сжигания угля в Великобритании до 2024 года. Тем не менее, рентабельность газовых электростанций в течение последнего десятилетия наблюдала общую тенденцию к снижению, поскольку развитие возобновляемых источников привело к сокращению добычи газа.

Сейчас газовые электростанции играют жизненно важную роль в снабжении по требованию гибкой энергии, необходимой для поддержания надежности энергоснабжения, наряду с ВИЭ, а также для удовлетворения критических потребностей в работоспособности системы, таких как инерция и напряжение, чтобы поддерживать энергосистему стабильной. Поскольку мы продолжаем декарбонизировать и электрифицировать экономику, все эти потребности будут продолжать расти с ростом спроса на электроэнергию для электрификации системы отопления и транспорта. Современная система требует примерно 50 ГВт гарантированной мощности, чтобы обеспечить пиковый спрос, но Aurora прогнозирует, что максимальная потребность возрастет до 80 ГВт к 2050 году. Растущую часть нашего общего спроса будут удовлетворять ВИЭ - ожидается, что энергосистему Великобритании между 2021 и 2050 годами пополнят более 100 ГВт энергии ветра и солнечной энергии. Однако переменный характер энергии ветра и солнечной энергии не может обеспечить работоспособность энергосистемы. Свежий пример - коэффициент загрузки ветроэлектростанций Великобритании за неделю в январе 2021 упал до 10%. Поэтому системе и в дальнейшем понадобится большее количество гарантированной и гибкой низкоуглеродистой мощности.

Целый ряд различных технологий может способствовать удовлетворению таких потребностей системы - гидроаккумулирующая система, система накопления атомной энергии, система хранения аккумуляторов. Атомная энергия обеспечивает гарантированную мощность, но невозможно быстро регулировать объемы ее производства, чтобы дополнить ВИЭ. Гидроаккумулирующие хранилища могут эксплуатироваться очень гибко, но их размещение ограничено стоимостью и наличием соответствующих участков. Хотя литий-ионные аккумуляторы являются высокоэффективными для обеспечения кратковременного хранения и управления частотой сети, их ограниченная продолжительность хранения означает, что они не могут использоваться во время длительного затишья ветра.

Анализ компании Aurora показывает, что даже при оптимистическом сценарии развертывания ВИЭ, технологий использования атомной энергии и технологий хранения, газ будет оставаться важнейшим надежным источником энергии к 2050 году. Однако, поскольку правительство Великобритании обязалось создать экономику Net Zero лишь за 30 лет (а такие группы, как Комитет по вопросам изменения климата, предлагают создать систему энергоснабжения Net Zero уже к 2035 году), это вызывает вопрос о будущей роли газа как источника энергии для продолжения удовлетворения этих потребностей.

Потенциал технологий улавливания и хранения водорода и углерода (CCS)
Такие технологии как улавливание и хранение углерода и водорода обеспечивают газовые электростанции возможностью совместимости с Net Zero, сохраняя при этом способность обеспечивать надежное энергоснабжение и критические потребности в работе системы. Ожидается, что для удовлетворения пикового спроса на эти технологии понадобится около 40 млрд фунтов стерлингов капитала против 170 млрд фунтов стерлингов или более при применении только альтернативных технологий, таких как увеличение количества ВИЭ и долгосрочное хранение.

И технологии CCS, и водородные турбины представляют собой технически осуществимые пути адаптации газовых активов к системе Net Zero, но они оказываются коммерчески нежизнеспособными без высокого уровня государственной поддержки. Пути выхода этих технологий на рынок уже рассматриваются, поскольку правительство уже объявило о механизме поддержки технологий CCS, тогда как в будущей водородной стратегии неопределенным остается вопрос о том, как правительство будет обеспечивать поставки водородных турбин. Таким образом, интерес к разработке технологий CCS и водородных турбин быстро растет, доказательством является 5 объявленных проектов общей стоимостью почти 4,5 ГВт.

Одной из ключевых проблем, освещенных компанией Aurora, является то, что по мере приближения к реализации цели по достижению нулевых выбросов расходы на ликвидацию каждой дополнительной тонны выбросов растут - ликвидация последнего 1% выбросов из энергосистемы будет стоить более 1500 фунтов стерлингов за тонну (по сравнению с текущей ценой в системе торговли выбросами Великобритании около 50 фунтов стерлингов за тонну). Это вызывает важный вопрос относительно баланса между затратами на ликвидацию последних нескольких тонн выбросов из энергосистемы и углеродными зачетами, такими как лесовосстановление или изменение землепользования. Это бросает вызов общепринятому мнению, что относительно легко и дешево полностью декарбонизировать энергетический сектор.

Марлон Дэй, руководитель отдела исследований компании Aurora Energy Research, прокомментировал:

«Понятно, что ветер и солнце обеспечат растущий и дешевый источник энергии для удовлетворения наших потребностей при электрификации системы отопления и транспорта. Но открытыми остаются вопросы о том, как обеспечить надежность энергоснабжения в декарбонизированной энергосистеме. Это связано с меняющимся характером ВИЭ, особенно в течение длительных периодов низкой мощности ветра. Мы уже видели примеры того, как это происходило в начале этого года, в январе, когда факторы ветровой нагрузки в течение всей недели оставались ниже 10%.

К 2050 году активы, работающие на газе, все еще будут оставаться единственным надежным вариантом энергоснабжения. Поэтому технологии улавливания углерода и водорода представляют собой технически выгодный путь для газовых активов с целью обеспечения энергетической безопасности, которые в то же время в состоянии резко сократить выбросы. Приятно видеть, что правительство выразило поддержку вывода этих технологий на рынок, что будет продолжать развивать Великобританию как пионера в глобальной гонке по достижению Net Zero целей».

https://auroraer.com/insight/delivering-hydrogen-and-carbon-capture-technologies-at-scale-is-essential-to-enable-a-net-zero-power-system-in-britain-2/