· Попит на електроенергію, ймовірно, значно зросте до 2050 року у Великобританії, оскільки ми електрифікуємо транспорт та систему опалення як частину дорожньої карти для декарбонізації нашої енергетичної системи.
· Це створить потребу у виробництві до 80 ГВт низьковуглецевої виробничої потужністі для забезпечення електроенергією в пікові періоди, навіть за відсутності вітру. Виконання цієї вимоги лише за допомогою ВДЕ та батарей було б складним і непомірно дорогим завданням.
· Такі технології як уловлювання та зберігання вуглецю (CCS) та водневі турбіни могли б зіграти важливу роль у забезпеченні гнучкої низьковуглецевої потужності, а також у забезпеченні стабільності мережі. Задоволення пікового попиту за допомогою цих технологій коштуватиме близько 40 мільярдів фунтів стерлінгів капітальних витрат проти 170 мільярдів фунтів стерлінгів або більше при застосуванні лише альтернативних технологій.
· Аналіз компанії Aurora показує, що ліквідація останніх кількох тонн викидів вуглецю в результаті виробництва електроенергії, ймовірно, буде надзвичайно дорогою - вартістю понад 1500 фунтів стерлінгів за тонну вуглекислого газу - оскільки для цього потребуватиметься будівництво електростанцій з нульовими викидами вуглецю, які працюватимуть лише кілька годин на рік. Це викликає питання про те, наскільки далеко ми повинні піти, щоб ліквідувати останні викиди нашої енергосистеми, порівняно з вуглецевими заліками, такими як лісовідновлення або зміна землекористування.
Оскільки енергетична промисловість Великобританії з нетерпінням чекає оприлюднення урядової водневої стратегії, Aurora Energy Research опублікувала новий аналіз поточної потреби у виробництві теплової енергії для забезпечення надійності енергопостачання, а також висвітлила роль технологій уловлювання та зберігання водню та вуглецю (CCS) у впровадженні енергосистеми з чистими нульовими викидами.
Роль газу у забезпеченні декарбонізації та надійності енергопостачання
З моменту легалізації газу як палива для виробництва електроенергії у 1990-х роках Британія інвестувала значні кошти у будівноцтво понад 30 ГВт нових газових електростанцій. Газ став домінуючим викопним паливом в енергосистемі Великобританії, забезпечивши країну понад третиною електроенергії у 2020 році. Перехід з вугілля на газ у ВБ відіграв значну роль у скороченні вуглецевої інтенсивності електроенергетичного сектору більш ніж на 60% та дав можливість уряду домогтися припинення спалювання вугілля у Великобританії до 2024 року. Тим не менш, рентабельність газових електростанцій протягом останнього десятиліття спостерігала загальну тенденцію до зниження, оскільки розвиток відновлюваних джерел призвів до зменшення видобутку газу.
Наразі газові електростанції відіграють життєво важливу роль у постачанні на вимогу гнучкої енергії, необхідної для підтримання надійності енергопостачання, поряд з ВДЕ, а також для задоволення критичних потреб у працездатності системи, таких як інерція та напруга, щоб утримувати енергосистему стабільною.
Оскільки ми продовжуємо декарбонізувати та електрифікувати економіку, усі ці потреби будуть продовжувати зростати зі зростанням попиту на електроенергію для електрифікації системи опалення та транспорту. Сучасна система вимагає приблизно 50 ГВт гарантованої потужності, щоб забезпечити піковий попит, але Aurora прогнозує, що максимальна потреба зросте до 80 ГВт до 2050 року. Зростаючу частину нашого загального попиту задовольнятимуть ВДЕ - очікується, що енергосистему Великобританії між 2021 і 2050 роками поповнять понад 100 ГВт енергії вітру та сонячної енергії. Однак змінний характер енергії вітру та сонячної енергії не може забезпечити працездатність енергосистеми. Свіжий приклад - коефіцієнт завантаження вітроелектростанцій Великобританії за весь тиждень у січні 2021 року впав до 10%. Тому система і в подальшому вимагатиме великої кількості гарантованої та гнучкої низьковуглецевої потужності.
Цілий ряд різноманітних технологій може сприяти задоволенню таких потреб системи, наприклад гідроакумулююча система, система накопичення атомної енергії, система зберігання акумуляторів. Атомна енергія забезпечує гарантовану потужність, але неможливо швидко регулювати обсяги її виробництва, щоб доповнити ВДЕ. Гідроакумулюючі сховища можуть експлуатуватися дуже гнучко, але їх розміщення обмежене вартістю та наявністю відповідних ділянок. Хоча літій-іонні акумулятори є високоефективними для забезпечення короткочасного зберігання та управління частотою мережі, їх обмежена тривалість зберігання означає, що вони не можуть використовуватися під час тривалого затишшя вітру.
Аналіз компанії Aurora демонструє, що навіть за оптимістичного сценарію розгортання ВДЕ, технологій використання атомної енергії та технологій зберігання, газ залишатиметься найважливішим надійним джерелом енергії до 2050 року. Однак, оскільки уряд Великобританії зобов’язався створити економіку Net Zero лише за 30 років (а такі групи, як Комітет з питань зміни клімату, пропонують створити систему енергопостачання Net Zero вже до 2035 року), це викликає питання щодо майбутньої ролі газу як джерела енергії для продовження задоволення цих потреб.
Потенціал технологій уловлювання та зберігання водню та вуглецю (CCS)
Такі технології як уловлювання та зберігання вуглецю та водню забезпечують газові електростанції можливістю сумісності з Net Zero, зберігаючи при цьому здатність забезпечувати надійне енергопостачання та критичні потреби в роботі системи. Очікується, що для задоволення пікового попиту на ці технології знадобиться близько 40 млрд фунтів стерлінгів капіталу проти 170 млрд фунтів стерлінгів або більше при застосуванні лише альтернативних технологій, таких як збільшення кількості ВДЕ та довгострокове зберігання.
І технології CCS, і водневі турбіни представляють собою технічно здійсненні шляхи адаптації газових активів до світу Net Zero, але вони виявляються комерційно нежиттєздатними без високого рівня державної підтримки. Шляхи виходу цих технологій на ринок вже розглядаються, оскільки уряд вже оголосив про механізм підтримки технологій CCS, тоді як у майбутній водневій стратегії невизначеним залишається питання про те, як уряд забезпечуватиме постачання водневих турбін. Таким чином, інтерес до розробки технологій CCS та водневих турбін швидко зростає, доказом є 5 оголошених проектів загальною вартістю майже 4,5 ГВт.
Однією з ключових проблем, висвітлених компанією Aurora, є те, що з наближенням до реалізації мети з досягнення нульових викидів витрати на ліквідацію кожної додаткової тонни викидів зростають - ліквідація останнього 1% викидів з енергосистеми коштуватиме більше 1500 фунтів стерлінгів за тонну (порівняно з поточною ціною в системі торгівлі викидами Великобританії близько 50 фунтів стерлінгів за тонну). Це викликає важливе питання щодо балансу між витратами на ліквідацію останніх кількох тонн викидів з енергосистеми та вуглецевими заліками, такими як лісовідновлення або зміна землекористування. Це кидає виклик загальноприйнятій думці, що відносно легко та дешево повністю декарбонізувати енергетичний сектор.
Марлон Дей, керівник відділу досліджень компанії Aurora Energy Research, прокоментував:
«Зрозуміло, що вітер та сонце забезпечать зростаюче та дешеве джерело енергії для задоволення наших потреб при електрифікації системи опалення та транспорту. Але відкритими залишаються питання щодо того, як забезпечити надійність енергопостачання в декарбонізованій енергосистемі. Це пов'язано з мінливим характером ВДЕ, особливо протягом тривалих періодів низької потужності вітру. Ми вже бачили приклади того, як це відбувалося на початку цього року, у січні, коли фактори вітрового навантаження протягом усього тижня залишалися нижче 10%.
До 2050 року активи, що працюють на газі, все ще залишатимуться єдиним надійним варіантом енергопостачання. Тому технології уловлювання вуглецю та водню представляють собою технічно вигідний шлях для газових активів з метою забезпечення енергетичної безпеки, які водночас у змозі різко скоротити викиди. Приємно бачити, що уряд висловив підтримку виведення цих технологій на ринок, що продовжуватиме розвивати Великобританію як піонера у глобальній гонці з досягнення Net Zero цілей».
https://auroraer.com/insight/delivering-hydrogen-and-carbon-capture-technologies-at-scale-is-essential-to-enable-a-net-zero-power-system-in-britain-2/
