Европейский оператор магистральных сетей, голландская компания TenneT и голландская же газовая инфраструктурная компания Gasunie выпустили совместный доклад “Пути к 2050 г.”, который является продолжением (второй частью) опубликованного в 2019 г. доклада “Инфраструктурный прогноз 2050”. Речь в документах идет о необходимости синхронного развития электрических и газовых сетей для достижения климатических целей ЕС.
В первой части отмечалось, что декарбонизация энергетического сектора в Европе потребует глубокой интеграции электроэнергетической системы и газовых сетей.
Производство электроэнергии будет в значительной степени осуществляться на основе вариабельных источников энергии (ветра и солнца). Краткосрочных аккумуляторных систем на основе батарей будет недостаточно для оптимальной интеграции этих колоссальных объемов переменной генерации, тем более сезонного хранения энергии.
Комплексное взаимодействие таких секторов, как энергетика, транспорт, промышленность и теплоснабжение, обеспечит энергетическую систему необходимой гибкостью и предоставит дополнительные возможности транспортировки для ВИЭ-энергии.
Для этого, в частности, предполагается строительство больших мощностей по производству синтетического газа (водорода с последующей метанизацией или без таковой) и использование существующей газовой инфраструктуры для его хранения и транспортировки.
Во второй части доклада подробно рассматриваются возможные пути трансформации энергетической инфраструктуры за горизонтом краткосрочного планирования, то есть в период с 2030 по 2050 г.
Компании моделируют три маршрута к экономике с нулевым уровнем выбросов углерода в Нидерландах и Германии к 2050 г.
Сценарии различаются в зависимости от степени электрификации конечного потребления энергии, объемов импорта зеленого газа и использования возобновляемых источников энергии. Но все они в качестве условия предусматривают достижение цели по снижению выбросов парниковых газов в Германии и Голландии на 95% от уровня 1990 г.
Эти сценарии:
– Высокая степень электрификации и высокое развитие ВИЭ (1);
– Высокое потребление газа и очень высокое развитие ВИЭ (2);
– Высокая степень электрификации и очень высокое развитие ВИЭ (3).
Исследование предполагает, что газовые и электрические системы будут гораздо более тесно связаны в 2050 году.
“Для достижения целей энергетической политики нам необходимо объединить сети газо- и электроснабжения”, – говорит исполнительный директор TenneT Манон ван Бик. “Для этого нам нужна интегрированная европейская энергетическая система. Энергетический переход на национальном уровне важен и является первым значительным шагом в направлении расширения возобновляемых источников энергии, но если мы хотим, чтобы энергопереход был своевременным и не слишком затратным, нам потребуется тесное политическое сотрудничество в Европе”.
Для своих расчетов TenneT и Gasunie использовали данные из десятилетних планов развития сетей Германии и Нидерландов, стратегий по сокращению выбросов CO2 и графиков вывода из эксплуатации угольных и атомных электростанций. Эти сведения соотносились с информацией о проектируемых интерконнекторах, пропускной способности сетей передачи электроэнергии, газа и водорода.
“Существующие газовые и электрические сети совместно будут играть решающую роль в энергетической системе будущего”, – отметил исполнительный директор Gasunie Хан Феннема. “Чтобы справиться с растущими колебаниями в энергетической сети, нам необходимо, чтобы наши газовые и электрические инфраструктуры были согласованы. Соединение сетей TenneT и Gasunie обеспечит гибкость, требуемую энергетической системой; это также сделает ее надежной и доступной по стоимости”.
Исследование подтверждает, что технология Power-to Gas (“Электроэнергия-газ”) является ключевой технологией для обеспечения энергетического перехода, и необходима при реализации амбициозных планов расширения использования возобновляемых источников энергии. В рамках сценариев предполагается преобразование ВИЭ-электроэнергии в водород. Метанизация рассматривается в сценариях только в крайне ограниченном масштабе, в первую очередь из-за больших потерь эффективности в процессе.
Потребность в водороде и электролизерах будет зависеть от установленной мощности ВИЭ в рассматриваемых странах, с одной стороны, и степени электрификации всех секторов народного хозяйства, с другой. В сценарии (2) потребуется 110 ГВт электролизеров для преобразования излишков ВИЭ электроэнергии в водород. Напротив, в сценарии умеренного развития ВИЭ, но высокой электрификации (1), эта потребность сокращается всего до 8 ГВт, поскольку выработки ВИЭ-электроэнергии будет недостаточно для производства больших объемов водорода.
Существующие газораспределительные сети предполагается реконструировать и использовать для поставок водорода (после 2030 года).
Примечательно, что во всех сценариях предполагается сохранение зависимости Европы от импорта газа, только теперь “зеленого” (водорода и биометана).
Минимальная доля импортного газа составляет 36,3% в сценарии (3).
“Исследование ясно показывает, что импорт CO2-нейтральных газов в Европу – то есть зеленого водорода, синтетического метана и других – станет неотъемлемой частью энергоснабжения во всех сценариях”, – говорится в докладе.
В исследованных сценариях значительные мощности электростанций, работающих на метане, не выводятся из эксплуатации, чтобы обеспечивать мощность в ситуациях высокой нагрузки. Однако работать они будут с низким КИУМ.
Следует отметить, что доклад подготовлен “заинтересованными лицами” и поэтому явно нацелен на продолжение полноценного использования газовой инфраструктуры в безуглеродной энергосистеме. Дело в том, что газовая отрасль в Голландии постепенно угасает. Это объясняется исчерпанием/прекращением разработки местных газовых месторождений, с одной стороны, и энергетической и климатической политикой, направленной на прекращение потребления углеводородов в Нидерландах и Европе, с другой. Таким образом, традиционный газовый бизнес Gasunie постепенно сходит на нет, соответственно, компании нужно заняться чем-то другим или исчезнуть. Водород (и синтетический метан) – очевидное перспективное направление, и компания будет стремиться агрессивно развивать его.
И Gasunie, и TenneT полностью принадлежат правительству Нидерландов.
TenneT является крупнейшим оператором магистральных сетей не только в Голландии, но и Германии. В связи с энергетическим переходом компания также очевидно заинтересована в интеграции электрических сетей и газового хозяйства, использовании водорода для повышения гибкости энергосистемы. Ее позиция на немецком рынке позволяет продвигать здесь бизнес “родственной” Gasunie.
В 2018 г. TenneT и Gasunie совместно с Thyssengas начали в Германии пилотный проект Power-to-Gas мощностью 100 МВт под названием ELEMENT ONE. Речь идет о преобразовании “избыточного” электричества, вырабатываемого, прежде всего, оффшорными ветровыми электростанциями на севере Германии в периоды низкого спроса, в водород методом электролиза. (renen.ru/Энергетика Украины и мира)