Energetske dileme (3): Absurd sintetičnega plina: sintetični plin nas ne bo pripeljal v brezogljično družbo

Drago Babič

V okviru priprav Dolgoročne podnebne strategije Slovenije do leta 2050 (DPS) je pred kratkim (september 2020) nastalo gradivo »Povzetek analize scenarijev za odločanje o Dolgoročni podnebni strategiji Slovenije do leta 2050« (DPSS), ki ga je v okviru projekta »LIFE podnebna pot 2050« pripravila skupina 15 uglednih strokovnjakov v konzorciju inštitucij pod vodstvom Inštituta Jožef Stefan (IJS).[1] Gradivo obsega izdelavo strokovnih podlag v podporo DPSS in obsega projekcije emisij TGP za različne scenarije izvajanja ukrepov v Sloveniji in dinamike zunanjih okoliščin ter oceno učinkov različnih scenarijev.

Gradivo je kvalitetno pripravljeno in podprto z veliko količino podatkov, ki so zbrani pregledno na enem mestu, kar je pohvalno. Podrobneje obravnava problematiko zmanjševanja emisij TGP in porabe različnih vrst energije po različnih sektorjih, od prometa, energetike, industrije in gradbeništva, široke rabe, kmetijstva, do odpadkov. Na koncu poda še celotno energetsko bilanco.

Vendar pa če je gradivo kvalitetno pripravljeno in podprto s podatki, pa to ne velja za same predpostavke scenarijev in ugotovitve DPS glede možnosti razogljičenja.

Zaradi pregrešno visokih stroškov izdelave, negativne energetske bilance in ničelnega prispevka k razogljičenju energetike, SNP nima realnih možnosti, da bi v bodoče igral pomembno vlogo v naših energetskih bilancah.

Pri pogledu v prihodnost do leta 2050, ko naj bi dosegli razogljičenje celotne družbe, se DPS opira na dva scenarija, ki ju poimenuje:

  • jedrski scenarij (JE)
  • scenarij podnebno nevtralno plinasto gorivo (SNP)

Scenarija se razlikujeta v tem, ali bomo v bodoče uporabljali v veliki meri jedrsko ali namesto nje plinsko energijo. Pri obeh scenarijih upošteva še dve stopnji intenzivnosti ukrepov, imenovani Dodatni ukrepi (DU) in Ambiciozni dodatni ukrepi (DUA). Ambiciozni dodatni ukrepi temeljijo na večjem varčevanju z energijo, ki bi prineslo za 14 % manjšo potrošnjo koriščene energije, kot v scenariju DU. Za vsak scenarij je na koncu izdelana energetska bilanca, ki povzema katere vire v kakšni količinah bomo uporabili in koliko emisij TGP bomo ob tem proizvajali.

V nadaljevanju podajam podrobnejši prikaz sestave in količin posameznih virov v oskrbi z energijo (primarna energija) po ambicioznem jedrskem in plinskem scenariju v letu 2050:

NEP-1

Vir: IJS CEU; Opomba: 1 ktoe = 11,63 MWh = 41,9 TJ

V scenariju DUA SNP med energijskimi viri prevladujeta dva vira, SNP in OVE (kjer prevladujejo sončne in vetrne elektrarne z 11,5 TWh). Oba vira bosta predstavljala po 42,5% vseh virov energije, vsi ostali energenti le 15%.

Oba vira sta zaradi svojih karakteristik v takih deležih problematična, kar pojasnjujem v nadaljevanju.

Prvič, v sestavi OVE bodo prevladovale sončne elektrarne (SE), ki proizvajajo elektriko neusklajeno s porabo že čez dan sredi najbolj ugodne sezone, še bolj pa v zimskih mesecih, ko proizvedejo le petino elektrike v primerjavi s spomladansko-poletnim obdobjem (kar sem podrobneje razložil v prejšnjem članku z naslovom »S čim bomo nadomestili fosilna goriva?«). Ob takem deležu OVE bomo morali imeti v elektro sistemu hranilnike električne energije s kratkoročno kapaciteto vsaj 50 GWh ob potrojeni moči distribucijskega sistema in imeti za zimske potrebe v rezervi dodatne kapacitete plinskih elektrarn moči 1.500 MW ter za njihovo obratovanje še 5 TWh (430 ktoe) plina v zalogah. To bo potrojilo ceno elektrike iz OVE in ogrozilo varnost oskrbe, ker se bo potrošnja plina pozimi tako povečala, da bo presegla maksimalne kapacitete slovenskega plinovodnega sistema.

Podrobneje bom to problematiko obrazložil v članku o energetiki, ki bo sledil, zaenkrat prilagam sliko, ki pojasnjuje sestavo energijskih virov za proizvodnjo elektrike po predvidevanjih IJS.

NEP-2

Vir: IJS CEU, september 2020

Drugič, podnebno nevtralno plinasto gorivo se po definiciji proizvaja iz CO2, zajetega iz ozračja, in vodika, pridobljenega brez uporabe fosilnih virov energije. Prvenstveno je to elektrika, pridobljena iz OVE.

Najprej je treba s postopkom neposrednega zajema (Direct air capture – DAC) zajeti že proizveden in zelo razredčen (koncentracija CO2 v ozračju je okrog 400 delcev na milijon) CO2 iz ozračja. Zaradi tega je postopek energetsko in investicijsko zelo zahteven. Za zajem 1t CO2 porabimo od 1,5 do 2,3 MWh energije (Vir: IEA, data and statistics, september 2020). Če bi se postopek v bodoče uporabljal v večjem industrijskem merilu, bi bili stroški zajema CO2 od 100 $/t do 230 $/t (Vir: IEA, Direct carbon capture, junij 2020). Nadalje moramo proizvesti dovolj vodika, ki omogoča pretvorbo CO2 v metan. Vodik bi prvenstveno proizvajali iz viškov električne energije iz OVE. Za 1 tono vodika porabimo ob 75% izkoristku elektrike v postopku elektrolize vode 52,5 kWh električne energije. Postopek priprave sintetičnega plina poteka po naslednji formuli:

 CO2 + 4 H2 = CH4 + 2 H2O ali utežno: 44 ton CO2 + 8 ton vodika = 16 ton SNP + 36 ton vode

Iz reakcijske sheme lahko razberemo, da se polovica vodika pretvori v nekoristno vodo. Ker je proizvodnja vodika energijsko najzahtevnejši del procesa, tako že teoretično izgubimo polovico energije, vložene v proces. Če dodamo še energijo za zajem CO2 in 10%-ne celotne izgube procesa, vidimo, da moramo vložiti v izdelavo SNP več kot dvakrat več energije, kot jo željeni produkt vsebuje. (Nekaj odvečne energije v obliki toplote lahko v procesu spet uporabimo, vendar koliko, ni znano, ker tak obrat še ni zgrajen). Tako bi morali za proizvodnjo 1.758 ktoe (20,4 TWh) SNP, ki jih predvideva naša energetska bilanca, vložiti 3.847 ktoe (44,7 TWh) električne energije iz OVE, ki pa jih nimamo kje vzeti.

Za predstavo velikostnega reda problema: to je pet krat toliko elektrike, kot bi jo proizvedla JEK2. Že zdrava pamet narekuje, da neogljično elektriko oziroma vodik raje neposredno uporabimo, kot da iz njiju s polovičnim izkoristkom proizvajamo sintetično gorivo, ki pri koriščenju še sprošča TGP. Iz količin SNP, ki jih predvideva energetska bilanca, bi tako proizvedli za 3,65 mio ton CO2.

Zaradi pregrešno visokih stroškov izdelave, negativne energetske bilance in ničelnega prispevka k razogljičenju energetike, SNP nima realnih možnosti, da bi v bodoče igral pomembno vlogo v naših energetskih bilancah. Sama tehnologija DAC bo imela določeno vlogo po letu 2050, ko (če) bomo imeli na razpolago dovolj poceni neogljične energije in bomo želeli hitreje zmanjševati količino TGP v ozračju. Do takrat bo bolj smiselno še naprej uporabljati fosilni zemeljski plin ob zajemanju in podzemnem skladiščenju CO2. V praksi pa sklicevanje na SNP pomeni le to, da bomo skozi stranska vrata v energetske bilance pripeljali nazaj fosilne vire.

Iz navedenega izhaja, da je scenarij z uporabo SNP za namene razogljičenja slovenske energetike neuporaben in ga v bodoče v Nacionalnem energetsko podnebnem načrtu ni primerno uporabljati.

____________

[1] V konzorciju so partnerji še ELEK, načrtovanje, projektiranje in inženiring, d.o.o., Gradbeni inštitut ZRMK d.o.o. (GI ZRMK), Inštitut za ekonomska raziskovanja (IER), Kmetijski inštitut Slovenije (KIS), PNZ, svetovanje projektiranje, d.o.o., Gozdarski inštitut Slovenije (GIS) in zunanji izvajalci.

2 responses

  1. Bravo Drago,

    še en, upam da odmeven poskus, razbijanja vsesplošne histerije in posledične masovne norosti okoli zelene tranzicije.

    Zelo dober pregled v zvezi z vodikom s strani World Nuclear Association:

    https://world-nuclear.org/information-library/energy-and-the-environment/hydrogen-production-and-uses.aspx

    Tudi v primeru, da bi uporabljali bistveno bolj racionalno in cenejšo varianto z uporabo nuklearne energije (tako toplote za poganjanje endotermnih kemičnih procesov kot elektrike za elektrolizo) se pojavlja kup vprašanj glede smotrnosti takega početja.

    In vse to počnemo ob zelo sporni predpostavki globalnega segrevanja oz.”made made climate change” kot derivativu čiste norosti.

    Ob tem pozabljamo, da topla zemlja pomeni srečno zemljo. Da so vsa obdobja človeškega razcveta potekala (ali se pospeševala) v toplih obdobjih, ko je bila povprečna zemljina temperatura tudi 2 stopinji nad današnjo ( npr. v srednjeveškem ali antičnem toplem obdobju). Bojte se nižanja temperature! Če kdo ne verjame, naj preštudira obdobje med 1640 in 1715 čas tki, Maunder minimum (gre za mini ledeno dobo) , čas vojn, revolucij, vsesplošne lakote in umiranja.

    Res hočete manjše nivoje C02?. Večje koncentracije C02 pomenijo večjo učinkovitost fotosinteze, pomenijo večjo odpornost rastlin na sušo in s tem ozelenjevanje puščav (kar je potrjeno dejstvo v zadnjih desetletjih), pomeni direktno povečanje hektarskih donosov kulturnih rastlin in s tem zmanjšanje lakote v svetu,,….

    Jasno je, da je edina realna energetska opcija jedrska. Sedaj je to NEK2, čez 3 desetletja Oplodni reaktorji, čez 50 let fuzija. Vse drugo je stran metanje denarja, redkih materialnih resursov, človeške energije in časa. Oglijkovodikov je na svetu dovolj še za stoletja, oz. več kot dovolj do začetka pospešene jedrske revolucije. Samo spomnite se kako hitro je človeštvo zgradilo svojo sedanjo floto jedrskih reaktorjev, praktično v 2 desetletjih (pretežno 70-ta in 80-ta leta). Če bi zadnji dve desetletji od kar traja ta norija, uporabili samo del resursov, ki se sedaj masovno mečejo stran za tki. obnovljive vire, bi že zdavnaj imeli zanesljivo in poceni oskrbo iz oplodnih jedrskih reaktorjev. Ob praktično neomejenih virih. Za primerjavo primer ZDA: samo energija vsebovana v “izrabljenem jedrskem gorivu” in jedrskem materialu (večinoma Pu) v dotrajanih jedrih atomskega orožja v ZDA, zadostuje za TISOČLETJE oskrbe z električno energijo v ZDA.

    Čisti politični pritisk na razogličenje je tako močan, da se povprečni državljan sploh ne upa več podvomiti v državni narativ. Zato so taki članki, kot je Tvoj, tako dragoceni.

  2. Marko,

    Hvala lepa, da si me pohvalil, še lepše bi bilo, če bi te članke prebrali odločevalci in drugi strokovnjaki, ki pišejo razne nebulozne podnebno energetske programe. Če bi potem še uporabili zdravo pamet, bi se lahko izognili zgrešenim in dragim projektom, v katere nas sili politika (ob podpori neodgovorne stroke) s to histerijo o podnebnih spremembah, s katero pa samo prekrivajio svojo nesposobnost in neznanje. Mimogrede, s subvencijami za SE, ki smo jih že izplačali in jih do izteka pogodb še bomo, bi namesto piškavih 250 MW v sončnih elektrarnah zgradili že tretjino jedrske elektrarne. V uradnih gradivih vlade je še precej takih cvetk, tako da materiala za polemično pisanje ne bo zmanjkalo.

    Glede vodika, JE in drugih podnebno energetskih tem bom še pisal v podobnih, krajših člankih, ampak postopoma, da se bralci prehitro ne utrudijo s tehnično zahtevnimi sestavki.
    Bom pa na koncu le sestavil svoj NEPN kot alternativo uradnemu, ki je bil sprejet na vladi konec februarja letos.

%d bloggers like this: