Тетяна Кармелюк

На момент написання цього матеріалу, вже 61 країна ратифікувала Паризький договір. Є цілком вагомі шанси, що до наступних кліматичних переговорів у Марракеші 7-18 листопада він вже вступить в дію. Хоча договір підписало більше від 55 необхідних країн, вони ще не добирають необхідної частки викидів СО₂ для юридичного набуття чинності угоди.

На жаль, попри активне просування нової домовленості під час переговорів у Парижі, на практиці Євросоюз може втратити статус кліматичного лідера : тільки чотири країни ЄС підписали Паризький договір. Як виявилось, не всі члени ЄС готові до амбітних кліматичних цілей. Польща офіційно ставить під сумнів підписання угоди, якщо її енергетичні пріоритети не будуть враховані . Як би цинічно це не звучало, та міністру екології Польщі Яну Шишко вдалось поєднати «сталий розвиток» та «залежність від бурого вугілля» в одному аргументі. Поряд з планами будувати нові електростанції, Шишко пропонує «індивідуальний підхід» до виконання Паризької угоди – це використання потенціалу лісів, біомаси та відновлювальних джерел, особливо гідроелектростанцій та геотермальних ресурсів. Міністр нагадує особливі заслуги Польщі у виконанні Кіотського протоколу, проте не акцентує, що найбільше скорочення викидів парникових газів країна завдячує розпаду Радянського Союзу та економічній рецесії опісля.

Вказана політика, орієнтована на вугілля, підтверджує необхідність впровадження технологій, які дозволять таким країнам як Польща ставити амбітні кліматичні цілі, не загрожуючи своїм національним інтересам. “Біллона” неодноразово звертала увагу на уловлювання та зберігання вуглецю (УЗВ) як необхідний елемент в узгодженні кліматичних та енергетичних пріоритетів. «Без правильного поєднання кліматичних технологій ми продовжуватимемо спостерігати конфлікти між національними пріоритетами та кліматичними цілями. Вугілля та газ не мають майбутнього без УЗВ», – підкреслює Кейт Уіріскі, керівник напряму кліматичних технологій офісу “Біллони” в Брюсселі.

Насправді, позиція Польщі не поодинока. Зрештою, багато країн традиційно ще надто “залежні” від викопного палива, існує велика вірогідність того, що ці тенденції можуть зберігатися протягом тривалого часу.

Вугільна ера продовжується

Без перебільшення, енергетика ХХІ століття побудована на вугіллі. Цей вид енергоносія досі займає провідну роль у виробництві енергії. У 2014 році 86,3% глобального первинного споживання енергетичних ресурсів припадало на викопне паливо з часткою вугілля – 30%. Відповідно до прогнозів Міжнародного енергетичного агентства, вугілля не полишатиме ключових позицій у виробництві енергії та в промисловості ще найближчі десять років. Навіть у сценарії, де усі обіцянки урядів фінансувати відновлювальні джерела енергії та будувати атомні електростанції справдяться, споживання вугілля в загальному енергобалансі все одно збільшується на 14,5%.

Замість стрімкого розвитку й поширення використання не-викопних джерел енергії, існуючі прогнози передбачають, що у 2040 році 75% енергетичних потреб буде задовольнятися викопним паливом.

Хоча розвинені держави намагаються відійти від спалювання вугілля й демонструють поступ до скорочення його споживання, однак країни, що розвиваються, навпаки нарощують використання викопного палива. Останній приклад – голосування депутатів парламенту Нідерландів за скорочення викидів СО2 на 55% до 2030 року, для чого там доведеться закрити усі вугільні електростанції. Дійсно, генерація на вугільних ТЕС робить дуже суттєвий внесок у глобальне потепління, але існує рецепт скорочення викидів в процесі їх діяльності, не вдаючись при цьому до закриття електростанцій .

Альтернатива дорожча

Щоб уникнути потепління планети в межах 2°С, недостатньо одного тільки поширення відновлювальних джерел енергії та енергоефективних заходів, хоча саме вони найчастіше перебувають у центрів уваги більшості кліматичних політик. Прогнози Міжурядової групи експертів змін клімату стверджують, що усі заходи зі скорочення викидів парникових газів можуть подорожчати на 138%, якщо не буде достатнього поширення технології УЗВ. У порівнянні з поетапною відмовою від атомної енергетики, ймовірним обмеженням енергії сонця, вітру та біомаси, відсутність УЗВ серед заходів скорочення викидів СО₂ може створити найбільші труднощі в контексті досягнення бажаного рівня стабілізації вуглекислого газу в атмосфері, і в результаті, найвищу ціну цим заходам.

IPCC: Costs of decarbonization without CCS

Та на практиці, коли справа доходить до вибору технології, в центр уваги потрапляють саме відновлювальні джерела енергії, а потенціал вловлювання та зберігання вуглецю залишається недооціненим. Хоча, це поки що єдине технологічне рішення, що дозволяє суттєво зменшити обсяги викидів СО₂ з вугільних електростанцій та енергоємних секторів промисловості – нафтопереробної галузі, хімічної промисловості, металургії, виробництва цементу тощо.

УЗВ входить до більшості сценаріїв кліматичних експертів стосовно шляхів послаблення змін клімату. А поєднання використання УЗВ з біоенергією (так зване Біо-УЗВ) матиме ефект «негативного рівня вуглецю», тобто з атмосфери вилучатиметься більша кількість СО₂, ніж вивільнятиметься. «Кліматичні рішення можуть бути економічно вигідними, якщо в чотири рази збільшиться частка технологій з низьким рівнем викидів вуглецю для виробництва електроенергії, що включає відновлювальні джерела, атомну енергію та УЗВ», – йдеться у резюме звіту кліматичних експертів, опублікованого для політиків. Для втілення у життя сценаріїв втримання концентрації СО₂ в атмосфері на рівні 450 частинок на мільйон, необхідно збільшити використання УЗВ як на вугільних електростанціях, так і на об’єктах промисловості у 10 тисяч разів до 2100 року.

Credit: IEA report 2015: CCS the solution for deep emission reduction

Проте, нинішні темпи встановлення УЗВ є надто повільними для належного скорочення викидів парникових газів. Причиною цьому є брак політичної підтримки та стабільності, як і паритету щодо використання УЗВ поряд з іншими чистими технологіями. Сектор відновлювальних джерел енергії отримав набагато більше фінансових та політичних переваг від УЗВ, хоча ці технології не є взаємозамінними. Майже 2 трлн доларів було інвестовано в чисті технології за останні десять років, але тільки 1% з них – у вловлювання та зберігання вуглекислого газу. Сонячні та вітрові електростанції можуть замінити старіючі АЕС, але альтернативи для УЗВ наразі немає: це єдина технологія для суттєвого скорочення викидів на енергоємних об’єктах промисловості та вугільних ТЕС.

На період переходу до низьковуглецевої економіки, поки відсутня можливість повної відмови від викопного палива, уряди мають надати істотну політичну і фінансову підтримку УЗВ як єдиній технології, яка дозволить продовжувати забезпечувати енергетичні потреби без шкоди для клімату.

Поточний стан УЗВ

Сьогодні у світі нараховується 22 активних проекти УЗВ, з яких 15 діючих та 7 на етапі підготовки до впровадження, згідно даних Глобального інституту CCS. Ще 6 проектів є на фінальній стадії планування. Загалом окреслені 22 проекти дозволять уникнути всього 0,1% від глобального обсягу викидів СО₂, який минулого року сягнув 40 млрд тонн, з яких 16 млрд тонн від спалювання вугілля.

У розрізі секторів промисловості тільки 3 з 22 проектів реалізовані на електростанціях, ще 10 – на установках з природним газом, решта 9 – на промислових об’єктах (металургія). За кількістю встановлених проектів УЗВ лідером є США, там локалізовано 16 з 22 діючих чи на стадії будівництва проектів. Проте, після введення в дію запланованих проектів УЗВ, ареал їх поширення зміститься до Європи та Азії.

Шість проектів, що перебувають на завершальній стадії планування, тобто етапі визначення концепції, матимуть здатність із вловлювання біля 6 млн тонн СО₂ на рік. Ще 12 проектів на ранніх стадіях планування (етапи оцінювання та визначення) зможуть вловлювати близько 25 млн тонн СО₂ на рік.

Слід зазначити, що існуючі проекти з використанням технології УЗВ здатні вловлювати до 28 млн тонн СО₂ щорічно. Щоб досягнути визначених кліматичних цілей з підвищенням глобальної температури не більш як на 2°С з найнижчими можливими витратами, МЕА заявляє про необхідність збільшити обсяг вловлюваних парникових газів з допомогою УЗВ до 4 млрд тонн в 2040 році та 6 млрд тонн – у 2050 році.

Отже, давайте ближче придивимось на проекти УЗВ, які працюють та випробовуються на вугільних електростанціях у різних куточках світу.

Boundary Dam, провінція Саскачеван, Канада

Дата запуску – жовтень 2014 року

Потужність – 110 МВт

Обсяг вловлюваного СО₂ – 1 млн тонн в рік

Проект УЗВ на Boundary Dam є найбільшою повномасштабною схемою УЗВ, що реалізується на вугільній електростанції. Установка здатна вловлювати 90% викидів на енергоблоці потужністю 110 МВт.

Щорічно проект запобігає викидам 1 млн тонн вуглекислого газу з димарів електростанції. На Boundary Dam є ще інші енергоблоки загальною потужністю 824 МВт та обсягом викидів 6,7 млн тонн. Таким чином, технологією УЗВ вловляється 15% від загального обсягу викидів електростанції.

Credit: http://saskpowerccs.com

Вловлений газ буде введено до нафтового родовища неподалік, що має на меті збільшення видобування нафти, технологічно це зветься “метод підвищення нафтовіддачі”. Вуглекислий газ, який залишиться після цього процесу, буде заховано глибоко під землею у резервуари з соленою водою – у водоносні сольові розчини.

Kemper County, Міссісіпі, США

Дата запуску – 31 жовтня 2016 року

Потужність – 582 МВт

Обсяг вловлюваного СО₂ – 3 млн тонн в рік

Credit: Fabian Rosas

Вугільна електростанція має стати унікальною ТЕС, що використовує технологію уловлювання вуглецю до спалювання. Це означає, що вона спочатку перетворить вугілля у суміш водню та вуглекислого газу, спалюючи водень для виробництва енергії та вловлюючи вуглець для подальшого зберігання. УЗВ на цій електростанції зможе вловлювати 65% від загальних викидів СО₂. Як і в проекті Boundary Dam вуглекислий газ там буде використано для підвищення нафтовіддачі.

Petra Nova, Техас, США

Дата запуску – кінець 2016 року

Потужність – 240 МВт

Обсяг вловлюваного СО₂ – 1,4 млн тонн в рік

Credit: http://www.power-technology.com

Електростанція W.A. Parish у Техасі проходить часткову модифікацію з технологією УЗВ, яка мала запрацювати вже цього року. Станція спалює вугілля і газ. Внаслідок модернізації з УЗВ викиди на ній мають зменшитись на майже 1,4 млн тонн СО₂ на рік, або на 9%. Вловлений вуглекислий газ також буде використаний для добування нафти.

Пілотний проект Sinopec Shengli, Китай

Дата запуску пілота – 2007 року

Пілотний обсяг вловлюваного СО₂ – 40 тис. тонн в рік

Планова дата розширення – 2018 рік

Планова потужність – 101-250 МВт

Плановий обсяг вловлюваного СО₂ – 1 млн тонн в рік

Компанія «Нафтове родовище Шенлі» (Shengli Oil Field Company) ввела в експлуатацію технологію УЗВ з системою вловлювання після спалювання в 2010 році. Установка вловлює 110 тонн вуглекислого газу в день й використовує його для закачування у відпрацьовані родовища для підвищення нафтовіддачі пластів.

Credit: H Liu: Sinopec CCS

Ще один “пілот” УЗВ інтегрований на електростанції Шенлі – там він вловлює біля 40 тис. тонн вуглекислого газу, який далі використовується для підвищення нафтовіддачі. Друга фаза цього проекту передбачає вловлювання біля 1 млн тонн СО₂ в рік.

Проект ROAD Maasvlakte, Нідерланди

Початок будівництва – 2017 рік

Дата запуску – середина 2019 року

Плановий обсяг вловлюваного СО₂ – 1,1 млн тонн в рік

До проекту ROAD входять модифікована установка УЗВ потужністю 250 МВт з уловлюванням після спалювання та компресорний агрегат на щойно збудованій електростанції потужністю 1070 МВт у відсіку Маасфлакте Роттердамського порту. Установка зможе вловлювати 1,1 млн тонн СО₂ в рік, створюючи на 99% чистий вуглекислий газ для транспортування. Після компресії газ буде охолоджено, обезводнено та дозовано. Зберігатимуть отриманий газ у виснаженому офшорному газо-конденсатному родовищі під Північним морем. Це один з перших проектів УЗВ у світі з повномасштабним інтегрованим ланцюгом вловлювання, транспортування та зберігання вуглецю.

ROAD частково фінансується коштами Єврокомісії у сумі 180 млн євро, які проект отримав в рамках програми EEPR (European Energy Program for Recovery), Урядом Нідерландів та Глобальним інститутом УЗВ. Після запуску проекту планується отримувати прибуток за рахунок торгівлі квотами в рамках Системи торгівлі викидами ЄС.