Глобальные перспективы биоэнергетики

Глобальные перспективы биоэнергетики

Какую долю в обеспечении энергией занимает биоэнергетика сейчас и стоит уповать на этот ресурс в будущем. (укр)
Среда, 1 сентября 2021, 09:18
председатель правления биоэнергетической ассоциации Украины

На жаль, все частіше спостерігаємо у ЗМІ спроби "довести" безперспективність біоенергетики до 2050 р. 

До цього ж можна віднести і спроби поставити під сумнів СО2-нейтральність біомаси, наявність її достатньої  кількості, відсутність у більшості випадків конкуренції з продуктами харчування, можливість відповідати сучасним екологічним вимогам, тощо. 

Спробуємо проаналізувати сучасні тенденції розвитку сектора і його перспективи до 2050 р. 

Сучасний стан розвитку біоенергетики 

На сьогодні біоенергетика впевнено займає місце лідера світової відновлюваної енергетики, відіграючи значну роль у заміщенні викопних палив та скороченні викидів парникових газів. 

Протягом останніх 20 років постачання первинної енергії з біомаси та біопалив у світі збільшилося на третину і становить близько 10% загального постачання первинної енергії (ЗППЕ), або майже 70% ЗППЕ з відновлюваних джерел. 

Аналогічна ситуація і в ЄС – близько 11% первинної енергії постачається за рахунок біоенергетики, що складає 65% загального внеску всіх відновлюваних джерел енергії (ВДЕ).

Глобальний потенціал біоенергетики

За оцінкою незалежної консультаційної компанії CE Delft (Нідерланди), максимальний сталий глобальний біоенергетичний потенціал у 2050 р. у три рази перевищуватиме світове ЗППЕ у 2015 році. 

Глобальне виробництво енергії сектором біоенергетики у 2050 р. може бути збільшено майже у 35 разів від сьогоднішнього рівня. 

В таблиці представлено оцінки світового потенціалу біоенергетики для 2030 та 2050 років для чотирьох категорій біомаси з розділенням на сталий та технічний потенціали. 

Оцінка глобальних потенціалів первинної енергії з біомаси у 2030 та 2050 роках (ЕДж). 

Вид біомаси

Технічний потенціал

у 2030 р.

Сталий потенціал

у 2030 р.

Технічний потенціал

у 2050 р.

Сталий потенціал

у 2050 р.

Енергетичні культури

25-90

25-40

25-330

25-110

Сільськогосподарські відходи та залишки 

25-190

10-65

25-560

10-65

Лісові продукти та залишки 

30-70

25-40

45-265

25-40

Водна біомаса

50-100

50-100

1000-2000

750-1500

Разом (з водною біомасою)

130-450

110-245

1095-3155

810-1715

Разом (без водної біомаси)

80-350

60-145

95-1155

60-215

ЕДж (Ексаджоуль) = 1018 Дж.

Для порівняння: глобальне постачання первинної енергії у 2015 році становило 571 ЕДж, а внесок біомаси у глобальне споживання – 50 ЕДж.

Прогнози розвитку біоенергетики до 2050 року 

Міжнародне агентство з відновлюваної енергетики (IRENA) розробило прогноз впровадження ВДЕ до 2050 року. IRENA припускає, що ВДЕ можуть становити 60% і більше від загального обсягу кінцевого споживання енергії багатьох країн. 

Наприклад, Китай може збільшити частку ВДЕ у споживанні енергії з 7% у 2015 р. до 67% у 2050 р. У ЄС ця частка може зрости від 17% до понад 70%. 

В Індії та США обсяги енергії з ВДЕ у загальному енергоспоживання можуть досягти двох третин і більше.

За прогнозами IRENA, біоенергетика відіграватиме ключову роль в реалізації "зеленого" енергетичного переходу і скороченні викидів парникових газів у світі. IRENA оцінює, що частка біомаси у кінцевому споживанні відновлюваної енергії складатиме майже половину у 2030 р. і 40% у 2050 р. 

Висновок агентства: без подвоєння виробництва енергії з біомаси до 2050 р. неможливо утримати підвищення глобальної температури на Землі в межах 2 0С.

Аналітична компанія Ecofys розробила амбітний сценарій досягнення 95% кінцевого споживання енергії в світі з ВДЕ до 2050 року. Важливо зазначити, що згідно цього сценарію, як і в прогнозах IRENA, близько 40% всієї відновлюваної енергії буде забезпечено за рахунок біомаси.

Структура кінцевого споживання енергії у світі, ЕДж/рік.
Структура кінцевого споживання енергії у світі, ЕДж/рік.

За оцінками Єврокомісії, для досягнення амбітної мети по скороченню до нуля викидів парникових газів, частка біоенергетики у загальному енергетичному міксі має становити принаймні 20% (близько 30% всіх ВДЕ) у 2050 р.

Згідно прогнозу IRENA, виробництво електроенергії у світі протягом 2015-2050 рр. зросте майже вдвічі із забезпеченням 85% загального обсягу за рахунок ВДЕ. Ecofys оцінює, що частка біомаси у глобальному виробництві електроенергії складатиме близько 12%

В електроенергетичному секторі ЄС, згідно різних сценаріїв (80-100% "зеленої" електрики до 2050 р.), частка біомаси у виробництві електроенергії складатиме 10-12%

На сьогодні біомаса забезпечує близько 17% загальної потреби ЄС в теплі і холоді, що відповідає 87% внеску всіх ВДЕ. За останні 20 років обсяг споживання тепла з біомаси в Європі збільшився в 1,7 разів – з 52 до 90 млн т н.е./рік. 

Прогнозується, що значний внесок біоенергетики у виробництво відновлюваного тепла, залишиться у довготривалій перспективі. 

Платформа ETIP-RHC розгляжає два сценарії розвитку сектору опалення та охолодження до 2040 року – досягнення 50% (базовий) або 100% (амбіційний) відновлюваного тепла і холоду. За обома сценаріями біомаса забезпечуватися близько третини загального виробництва теплової енергії

При цьому в базовому сценарії частка біомаси від всіх ВДЕ у 2040 р. становитиме більше 65%, а в амбіційному – близько третини через суттєве зростання використання теплових насосів (ТН). 

Важливо зазначити, що різкий ріст обсягів виробництва тепла тепловими насосами до 2040 року видається ймовірним для країн з теплим кліматом, для яких коефіцієнт перетворення тепла ТН може досягти величини 3 і більше, що забезпечує ефективність роботи ТН. 

В країнах з холодними зимами (у тому числі в Україні) середньо сезонний СОР не досягає величини 3, і це стримує економічну доцільність широкого впровадження теплових насосів.

За прогнозами IRENA, у 2050 р. ВДЕ зможуть забезпечити 77% загальної потреби будівель в енергії, у тому числі 48% – за рахунок "зеленої" електроенергії, 14% – за рахунок "сучасної" біомаси. 

При цьому біомаса (із застосуванням сучасних технологій) залишиться найпотужнішим джерелом відновлюваної енергії для будівель, постачаючи 30% необхідної енергії для опалення та приготування їжі. Це передбачає трикратний ріст обсягу її використання порівняно з поточним рівнем. 

Кінцеве споживання енергії у промисловості у 2050 році забезпечуватиметься на 63% за рахунок ВДЕ, у тому числі 36% – відновлюваною електроенергією, 19% – біомасою.

У транспортному секторі перехід на ВДЕ прогнозується найбільш складним. Навіть у 2050 р. 42% енергетичної потреби сектору забезпечуватимуть викопні види палива, що підкреслює необхідність глибокої трансформації. 

Для досягнення очікуваних 22% частки біомаси в кінцевому споживанні енергії на транспорті у 2050 р. (38% внеску всіх ВДЕ), обсяг виробництва рідких біопалив протягом 2015-2050 рр. має зрости майже у 9 разів і скласти 1120 млрд л/рік, майже половина з яких – біопалива ІІ покоління.

Успішні приклади розвитку біоенергетики

На тлі визнання в Європі і в світі ключової ролі біоенергетики у боротьбі зі зміною клімату, викликають занепокоєння певні дискусії про безперспективність енергетичного використання біомаси, що циркулюють в Україні. 

Зокрема, висловлюється думка, що біоенергетика – це щось застаріле і пов’язане з технологіями минулого. Частково таке враження може бути викликане тим, що в сільській місцевості жителі часто використовують дрова у пічках, грубках та інших побутових пристроях. 

Цей сектор біоенергетики класифікується як "традиційна біоенергетика" і дійсно потроху відходить у минуле. 

Проте на його місце заходить сектор "сучасної біоенергетики", до якого відносяться сучасні технології спалювання біомаси у котах, ТЕС та ТЕЦ, біогазові і біометанові технології і технології виробництва рідких біопалив, як першого, так і другого поколінь. 

У світі і ЄС існує багато прикладів успішного впровадження подібних проєктів сучасної біоенергетики. 

Наприклад, в центрі Стокгольму з населенням 2,3 млн людей працює одна з найбільших в світі ТЕЦ на біомасі (130 МВтел + 280 МВтт). За рахунок біомаси забезпечується 80% потреби міста в теплі і 20% енергії на транспорті. До 2030 р. планується перехід міста на 100% ВДЕ. 

У Вільнюсі (550 тис. людей) працює найбільша у Східній Європі ТЕЦ на біомасі (70 МВтел + 164 МВтт). Біоенергетика забезпечує 85% потреби міста в теплі і 25% потреби в електроенергії. До 2040 р. в Вільнюсі планується досягти 100% теплової енергії з ВДЕ.

В Копенгагені 98% житлового фонду (включаючи приватний сектор) підключено до системи централізованого теплопостачання, яка є повністю конкурентною. В місті функціонують декілька великих ТЕЦ на біомасі загальною тепловою потужністю 1,3 ГВт. 

Наразі біомаса забезпечує 90% потреби Копенгагену в теплі і 20% енергії у секторі транспорту. До 2040 р. планується досягти 100% всієї енергії з ВДЕ. 

Також існує думка, що в майбутньому можна досягти практично 100% частки застосування електроенергії в опаленні і на транспорті, тому для біомаси в цих секторах не залишається місця. 

Ми не розділяємо цієї думки і вбачаємо значну роль біоенергетики в цих секторах, в тому числі у довгостроковій перспективі. 

Перспективи біоенергетики в електроенергетичному секторі вбачаються у комбінованому виробництві теплової та електричної енергії (ТЕЦ на біомасі), а також через застосування біометану для балансування енергосистем з високою часткою ВДЕ. 

Потенціал виробництва біометану в Україні оцінюється у 7,8 млрд м3/рік. Цього обсягу більше ніж достатньо для повного переведення необхідної газової маневреної генерації на біометан. 

Вважаємо декарбонізацію маневрених газових потужностей через використання біометану однією з найбільш перспективних опцій.

Висновки

Аналіз прогнозів і сценаріїв трансформації світової та Європейської енергетики до 2050 р. показує безперечну перспективність довгострокового розвитку біоенергетики, демонструє її значний внесок в реалізацію "зеленого" переходу, декарбонізацію енергетики і боротьбу зі зміною клімату.  

У 2050 році біоенергетиці відводиться:

  • У кінцевому споживанні енергії – 25-40%;  
  • У загальному виробництві енергії з ВДЕ – 30-40%;
  • У кінцевому  споживанні відновлюваної електроенергії – 10-12%; 
  • У кінцевому  споживанні відновлюваної теплової енергії – 30-65%; 
  • У кінцевому  споживанні відновлюваної енергії на транспорті – 30-40%. 

Для України пріоритетними напрямками вбачаються:

    • Для виробництва електроенергії: комбіноване виробництво теплової і електричної енергії (ТЕЦ на біомасі), а також виробництво біометану для прямого заміщення природного газу і вуглецево нейтрального балансування енергосистеми з високою часткою ВДЕ. 
    • Для виробництва теплової енергії: впровадження сучасних котлів і ТЕЦ на біомасі, переважно аграрного походження. 

  • Для сектору транспорту: виробництво рідких біопалив першого і другого поколінь, а також біометану з біомаси сталого походження. 

Колонка є видом матеріалу, який відображає винятково точку зору автора. Вона не претендує на об'єктивність та всебічність висвітлення теми, про яку йдеться. Точка зору редакції «Економічної правди» та «Української правди» може не збігатися з точкою зору автора. Редакція не відповідає за достовірність та тлумачення наведеної інформації і виконує винятково роль носія.

powered by lun.ua
Подпишитесь на наши уведомления!