Дорогое улавливание

Технологии улавливания и хранения углерода для ТЭС могут не оправдать ожиданий

Десять лет назад был одобрен план Европейской комиссии по созданию к 2015 г. двенадцати демонстрационных электростанций, на которых бы применялись технологии улавливания и хранения двуокиси углерода.

Нина ШЕРШОВА

В документе, выпущенном Советом Европы в мае 2007 г. (7224/1/07 REV 1), говорилось, что сознавая огромные возможные глобальные выгоды от устойчивого использования ископаемого топлива, Совет Европы:

— подчеркивает важность существенных улучшений в эффективности генерации и экологически чистых технологий использования ископаемого топлива;

— настоятельно призывает государства-члены и Комиссию работать над укреплением научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и разработкой необходимой технической, экономической и нормативной базы для экологически безопасного улавливания и хранения углерода (CCS) для внедрения на новых электростанциях на ископаемом топливе, предположительно , к 2020 г.;

— приветствует намерение Комиссии создать механизм для стимулирования строительства и эксплуатации к 2015 г. до 12 демонстрационных заводов с устойчивыми технологиями использования ископаемого топлива в промышленном производстве электроэнергии.

Технологии улавливания и хранения углерода также получили большую поддержку Международного энергетического агентства и Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Их поддержка объяснялась тем, что CCS считались самым дешевым способом быстрого перехода к низкоуглеродной экономике, поскольку теоретически такие технологии позволяют продолжать использовать уже существующую инфраструктуру, привязанную к ископаемым топливам, и не отказываться от нее из-за неэкологичности.

Но прошло много лет, а в Европе нет ни ТЭС с CCS, ни даже планов по их развитию и внедрению. Проекты, начатые в последние годы, сворачиваются. В июне 2017 г. европейские генерирующие компании Uniper и Engie объявили о том, что они выходят из голландского проекта CCS, известного как Роттердамский демонстрационный проект по улавливанию и хранению или ROAD. Он стал последним проектом по улавливанию и хранению углерода для крупных ТЭС на угле и газе. Ранее проекты в сфере технологий улавливания и хранения углерода перестали получать финансовую поддержку в Великобритании. Таким образом, создание в Европе демонстрационной электростанции коммерческого масштаба с CCS отложено на неопределенный срок.

Перспективы "чистых" угольных технологий поставлены под вопрос и в США. Компании Southern Company пришлось отказаться от проекта электростанции в Миссисипи, где предполагалось использовать технологию интегрированного цикла газификации (IGCC) в качестве CCS. Проект оказался очень дорогим и не обеспечивал требуемой надежности работы.

Дороговизна технологии

Сложный процесс улавливания и хранения углерода включает в себя сбор выбросов углекислого газа из дымовых газов электростанций на ископаемом топливе или выбросов заводов, сжатие углекислого газа и закачка его глубоко под землю для длительного хранения. Основная сложность тут заключается в чрезмерной дороговизне технологии. Даже перспектива получения огромных – в сотни миллионов евро – субсидий не сделала эту технологию привлекательной для угольной энергетики в Нидерландах. В упомянутый выше проект ROAD Европейская комиссия вложила EUR180 млн, а правительство Нидерландов - порядка EUR150 млн.

Американская исследовательская компания Energy Innovation: Policy and Technology LLC проанализировала стоимость электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях четырех типов, построенных в США в 2017 г.: ультрасуперкритических (УСК) угольных ТЭС, УСК ТЭС с CCS, ВЭС и СЭС (см. таблицу). Исследователи учли капитальные расходы, топливные и эксплуатационные затраты , эффективность блоков угольных ТЭС и коэффициенты использования мощности для всех видов генерации (т.е. какую часть времени эксплуатации вырабатывается электроэнергия), сроки строительства и расходы на финансирование (включая инфляцию и процентные ставки), а также амортизацию. Для угольных ТЭС с улавливанием и хранением CO2, кроме того, учтены затраты на транспортировку (на расстояние 500 км по трубопроводу) и закачку, а также долгосрочный мониторинг. Государственные субсидии не учитывались ни для одного из видов генерации.

Итоги расчетов приведены в таблице, из которых следует, что удельная стоимость выработки на единицу электроэнергии на новых угольных ТЭС в США даже без технологий CCS больше, чем на ВЭС и СЭС. А использование технологий CCS, обеспечивающих улавливание и хранение 90% выбросов углекислого газа, удорожает выработку ТЭС еще на две трети. Генерация на новых СЭС или ВЭС стоит от трети до половины цены на ТЭС с CCS. Таким образом, ТЭС с технологиями CCS не могут конкурировать с ВЭС и СЭС, как делают вывод авторы исследования.

Табл. Приведенная стоимость генерации на угольных ТЭС без технологии CСS и с технологией , ВЭС и промышленных СЭС

Единицы измерения УСК ТЭС* УСК ТЭС с CCS с улавливанием 90% CO2 ВЭС СЭС
Однодневные капитальные расходы $/MВт 3 636 000 5 569 000 1 690 000 1 373 690
Постоянные эксплуатационные расходы $/MВч 42 100 80 530 39 700 21 800
Переменные эксплуатационные расходы $/ MВтч 4.6 9.51 0 0
Цена топлива $/ MMBtu 2.2 2.2 0 0
Цена тепла btu/кВтч 8 800 11650 0 0
Коэффициент использования мощности % 0.85 0.85 0.4 0.25
Транспортировка и хранение CO2 $/ MВтч 0 9.13 0 0
Приведенная стоимость $/ MВтч 92.46 151.34 58.36 71.12

*УСК ТЭС - ультрасуперкритические ТЭС.

Источник: Energy Innovation: Policy and Technology LLC

По мнению Вима Турбенбурга, сотрудника Института устойчивого развития Коперника Университета Утрехта (Нидерланды), расчеты Energy Innovation: Policy and Technology LLC не совсем корректны. "Авторы, похоже, связывают CCS в энергетическом секторе со строительством новых угольных электростанций. Однако модернизация существующей угольной электростанции с целью сокращения выбросов CO2 может стать обязательным условием для достижения целей Парижского соглашения об изменении климата. Кроме того, следует отметить, что природный газ также является важным ископаемым топливом в энергетическом секторе. Следовательно, следует также учитывать применение CCS на газовых электростанциях. Следует также упомянуть, что одним из следствий Парижского соглашения стало то, что большое внимание уделяется технологии отрицательных выбросов (NETs) для удаления СО2. Установки биомассы в сочетании с CCS, например в энергетическом секторе, являются одной из сетей, которые мы должны исследовать и развивать", — сказал В. Турбенбург.

По его словам, результаты системного анализа будущих энергетических систем с применением большого количества технологий в области возобновляемых источников энергии, таких как солнечные фотоэлектрические и ветровые турбины, свидетельствуют о том, что газовые электростанции с CCS могут стать наиболее экономичным вариантом балансирования неравномерности выработки электроэнергии. Согласно проведенному Институтом устойчивого развития Коперника исследованию "Наименее затратные варианты интеграции возобновляемых источников энергии с неравномерной выработкой в низкоуглеродных энергетических системах", газовые ТЭС могут использоваться для балансировки в энергосистеме с низким уровнем выбросов парниковых газов.

Таким образом, заявления о том, что технологии улавливания и хранения углекислого газа слишком дороги для сокращения выбросов в энергетическом секторе, не оправдываются предлагаемыми расчетами и противоречат ряду научных исследований, делает вывод В. Турбенбург.

Они также противоречат данным, приведенным в докладе Нидерландского агентства по экологической оценке (PBL) и Исследовательского центра по энергетике Нидерландов (ECN), опубликованном 3 апреля 2017 г. В этом отчете, названном Nationale kosten energietransitie (Национальные затраты на энергический переход) в 2030 г., для энергетического сектора представлены следующие затраты на сокращение выбросов CO2:

  • ·Ветровая энергия — EUR100-180/т CO2;
  • СЭС — EUR130/т CO2;
  • Угольные ТЭС с CCS — EUR25/т CO2;
  • Газовые ТЭС с CCS — EUR75/т CO2;
  • Замена угольных блоков ТЭС газовыми — EUR65 (100)/т CO2;
  • Ядерная энергия - EUR95/т CO2;
  • Биогаз — EUR330/т CO2.

    "Разумеется, есть неопределенность в отношении разработки стоимости до 2030 г. Можно также спорить относительно допущений, сделанных в этом отчете. Однако приведенные цифры свидетельствуют о том, что применение CCS в энергетическом секторе может быть экономически эффективным вариантом для достижения требуемого сокращения выбросов CO2 в 2030 году", — сообщил В.Турбенбург.

    "Климатические" риски

    Но стоимость — не единственная проблема технологий улавливания и хранения углекислого газа. Еще одним препятствием для применения технологий CCS в Европе является большая неопределенность с будущим угольных электростанций в целом. В Европе вводятся все более жесткие нормы загрязнения воздуха и все более радикальные цели поэтапного отказа от угольной генерации. Поэтому такие компании, как упомянутые выше Uniper и Engie, не рискуют вкладывать еще больше средств в электростанции, чье будущее выглядит достаточно неопределенным.

    В 2016 г. Институт экономики энергетики и финансового анализа (IEEFA) выпустил отчет, посвященный двум новым ТЭС этих компаний и одной новой ТЭС RWE в Нидерландах, запущенными в 2015 г. Согласно документу, новые ТЭС не оправдывают возлагавшихся на них ожиданий и подвержены рискам, связанным с климатической политикой в ЕС. Автор доклада, консультант Жерар Винн заявил, что эти ТЭС могут стать последними угольными электростанциями в Европе.

    Этим же электростанциям посвящен еще один доклад IEEFA — Dutch Coal Mistake, авторы которого ставят под сомнение целесообразность инвестиций, решение о которых было принято на основе ошибочных ожиданий роста спроса на электроэнергию и неспособности прогнозировать влияние на цены на электроэнергию быстро развивающейся возобновляемой энергетики в соседней Германии. В результате того, что Engie, Uniper и RWE инвестировали в угольные ТЭС, они понесли огромные убытки.

    Технологии для промышленности

    Несмотря на выход Engie и Uniper из Роттердамского демонстрационного проекта по улавливанию и хранению углерода, проект еще не умер. Голландское правительство может по-прежнему поддерживать CCS для промышленных объектов в порту Роттердама, например, нефтеперерабатывающего завода Shell Pernis и водородного завода Air Liquide. Технологии улавливания и хранения углерода могут применяться на аналогичных предприятиях. Некоторые промышленные предприятия выделяют более концентрированные потоки углекислого газа, чем электростанции, что делает улавливание углерода менее дорогостоящим. Если речь идет о снижении выбросов углекислого газа на предприятиях нефтепереработки, химическом производстве, производстве стали и цемента, то у технологий CCS мало альтернатив. Вполне вероятно, что там они и будут применяться, если Европа продолжит курс на низкоуглеродную экономику. Сейчас есть три проекта по применению технологий CCS в Норвегии, Великобритании и Шотландии. В каждом случае углекислый газ будет собираться от нескольких промышленных предприятий и закачиваться в хранилища под дном Северного моря. Тем не менее, и в этом случае остаются проблемы с высокой стоимостью и масштабированием. Можно строить установки по улавливанию углерода на промышленных предприятиях. Но, кроме этого, нужно также строить инфраструктуру, необходимую для перекачки и хранения углекислого газа. Строить ее для небольшого количества промышленных предприятий, расположенных по соседству, слишком дорого.

  • Все вакансии в Украине ►
    Copyright © ЦОИ «Энергобизнес», 1997-2017. Все права защищены
    расширенный поиск
    Close

    ← Выберите раздел издания

    Искать варианты слов
     dt    dt