Κιμων Χατζημπρος Μεταβαση με αεριο;



Κίμων Χατζημπίρος

Μετάβαση με αέριο;   από το books' journal

Η προμήθεια επαρκούς ενέργειας σε όλο τον πληθυσμό της Γης και, ταυτόχρονα, η αποφυγή αρνητικών επιπτώσεων στον πλανήτη αποτελούν μεγάλη πρόκληση του 21ου αιώνα. Τα ορυκτά καύσιμα προκαλούν ανθρωπογενή κλιματική αλλαγή και πρέπει να υποκατασταθούν. Ένα από αυτά, το φυσικό αέριο, επιδρά λιγότερο στο κλίμα και προτείνεται ως μεταβατική λύση, μέχρι να κυριαρχήσουν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ). Παράλληλα, η εκθετική αύξηση της παραγωγής του από σχιστόλιθο ανατρέπει τα γεωπολιτικά δεδομένα και το αναδεικνύει σε πρωταγωνιστικό καύσιμο για μερικές δεκαετίες. Είναι όμως επιχειρηματικά εφικτή η χρήση του μόνο για την μετάβαση; Και πόσο ικανοποιεί τους κλιματικούς στόχους;

Το φυσικό αέριο είναι ορυκτό καύσιμο που δημιουργήθηκε στο υπέδαφος, πριν από εκατομμύρια χρόνια, από υπολείμματα ζωντανών οργανισμών. Συχνά, είναι αναμεμειγμένο με άμμο, λάσπη ή βράχια. Κύριο συστατικό του το μεθάνιο (αέριο με ένα άτομο άνθρακα και 4 άτομα υδρογόνου). Εντοπίζεται σε γεωλογικούς σχηματισμούς και, όταν οι ποσότητες είναι σημαντικές, εξορύσσεται με γεώτρηση. Τις τελευταίες δύο δεκαετίες αναπτύχθηκε τεχνολογία παραγωγής φυσικού αερίου από μικρές ποσότητες διεσπαρμένες και εγκλωβισμένες σε σχιστόλιθο ή άλλα πετρώματα. Με θρυμματισμό του πετρώματος και χρήση μεγάλων ποσοτήτων νερού υπό πίεση, το αέριο εξέρχεται και συλλέγεται, προκαλούνται όμως σοβαρές περιβαλλοντικές παρενέργειες. Οι ΗΠΑ έχουν καταφέρει έτσι να παράγουν άφθονες ποσότητες φυσικού αερίου.

Γεωπολιτική
Η νέα τεχνολογία ωρίμασε μέσα σε λίγα χρόνια και ξεκίνησε μια ενεργειακή επανάσταση. Οι ΗΠΑ γίνονται πλέον ο μεγαλύτερος παραγωγός φυσικού αερίου, καλύπτουν τις ανάγκες τους και, με επιθετικές κινήσεις εξαγωγών υγροποιημένου αερίου (LNG), τροποποιούν την κατεστημένη διεθνή πραγματικότητα στον τομέα της ενέργειας. Οι αλλαγές συνίστανται στην μεγάλη αύξηση του μεριδίου του στην διεθνή ενεργειακή αγορά, στην ανάπτυξη ενός οικονομικά βιώσιμου διεθνούς εμπορίου LNG και στην κατασκευή σημαντικών υποδομών μεταφοράς, όπως εγκαταστάσεις υγροποίησης, λιμάνια και πλοία. Μεγάλοι προμηθευτές φυσικού αερίου, όπως η Ρωσία, βλέπουν την παραδοσιακή τάξη πραγμάτων να ανατρέπεται, ενώ η Δυτική Ευρώπη, που εξαρτάται ενεργειακά από τους αγωγούς αερίου, καλείται να λάβει δύσκολες αποφάσεις. Η διψασμένη για ενέργεια Κίνα διαμορφώνει μια γρήγορη και σταθερή ζήτηση για LNG, η κυβερνητική πολιτική της για μείωση της υψηλής ατμοσφαιρικής ρύπανσης προωθεί αυξανόμενη χρήση αερίου στην βιομηχανία και τις κατοικίες. Η οικιακή χρήση αερίου στις ανεπτυγμένες χώρες επίσης αυξάνεται ταχέως. Η μείωση μονοπωλιακών καταστάσεων στην αγορά ρυθμίζει τις τιμές, κάνοντας το φυσικό αέριο οικονομικά ανταγωνιστικό.

Κλίμα και περιβάλλον
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι αβλαβές για την υγεία αλλά συντελεί στην κλιματική αλλαγή, ως αέριο θερμοκηπίου. Επειδή το φυσικό αέριο περιέχει υδρογόνο, η καύση του εκπέμπει μόλις το μισό διοξείδιο του άνθρακα ανά μονάδα παραγόμενης ενέργειας, σε σχέση με το κάρβουνο. Μάλιστα, στην περίπτωση ηλεκτροπαραγωγής εκπέμπει ακόμα λιγότερο, επειδή οι μηχανές με αέριο είναι πιο αποδοτικές από τις μηχανές με λιθάνθρακα ή λιγνίτη. Η υποκατάσταση του κάρβουνου ή του πετρελαίου από φυσικό αέριο μειώνει σημαντικά και τους τοξικούς ρύπους που παράγονται από την καύση, όπως διοξείδιο του θείου ή καπνός. Είναι επομένως ένα βολικό καθαρό καύσιμο για κατοικίες, αυτοκίνητα και βιομηχανίες. Συνεργάζεται επίσης αξιόπιστα με ΑΠΕ, όπως ανεμογεννήτριες και φωτοβολταϊκά, διότι, όταν δεν υπάρχει αρκετός άνεμος ή ήλιος και η παραγωγή των ανανεώσιμων διακόπτεται, οι μηχανές με αέριο ανταποκρίνονται γρήγορα, καλύπτοντας την υπερβάλλουσα ζήτηση. Στις αναπτυσσόμενες χώρες, μπορεί να υποκαταστήσει το ξύλο και το κάρβουνο που χρησιμοποιούνται για μαγείρεμα και θέρμανση, βελτιώνοντας σημαντικά την ποιότητα του αέρα και τις συνθήκες υγιεινής.
Ωστόσο, υπάρχουν και μειονεκτήματα. Η εξόρυξη, μεταφορά και χρήση φυσικού αερίου αναπόφευκτα συνεπάγεται διαφυγές του στην ατμόσφαιρα, της τάξεως του 1%. Το μεθάνιο, κύριο συστατικό του, είναι ανθρακούχο αέριο θερμοκηπίου με δυναμικό παγκόσμιας θέρμανσης 30 φορές ισχυρότερο από το διοξείδιο του άνθρακα. Βέβαια, με βελτιωμένες τεχνικές, οι διαφυγές μειώνονται. Σύμφωνα με πρόσφατες εκτιμήσεις, η εκτεταμένη υποκατάσταση του κάρβουνου από φυσικό αέριο βοηθά σημαντικά στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής. Ωστόσο, η καύση του παράγει διοξείδιο του άνθρακα, λιγότερο μεν αλλά αρκετό ώστε η αυξημένη χρήση αερίου να υπονομεύει τους κλιματικούς στόχους.
Οι περιβαλλοντικές κινήσεις αντιδρούν έντονα στην ανεξέλεγκτη επικράτηση του φυσικού αερίου, αν δεν εξασφαλίζεται επιβράδυνση της κλιματικής αλλαγής. Προτείνουν την πλήρη κατάργηση των ορυκτών καυσίμων και θεωρούν ότι η υποκατάσταση άλλων καυσίμων από φυσικό αέριο δεν μπορεί να αποτελέσει το βασικό εργαλείο προστασίας του κλίματος. Ήδη, περίπου το 20% των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου από τον ενεργειακό τομέα προέρχεται από το φυσικό αέριο, εμφανίζεται δε ταχεία αύξηση παγκοσμίως. Ένα επιπλέον ζήτημα είναι ότι η εκτεταμένη χρήση φυσικού αερίου στις πόλεις, όπως εξ άλλου θα ισχύσει ακόμα περισσότερο για το υδρογόνο, εγκυμονεί ένα μικρό αλλά υπαρκτό κίνδυνο καταστροφικών εκρήξεων.


Μεταβατική λύση;
Τα τελευταία 50 χρόνια αυξήθηκε κατά 12 φορές η χρήση του φυσικού αερίου και μάλλον δεν θα αργήσει η στιγμή που θα πάρει την θέση του πετρελαίου ως πρώτη ενεργειακή πηγή. Επικρατούσα εκτίμηση όμως είναι ότι σε 3-4 δεκαετίες οι ΑΠΕ θα κυριαρχούν στην παραγωγή ηλεκτρισμού και θα πρωταγωνιστούν επίσης στην αυτοκίνηση, στην βιομηχανική παραγωγή και στις οικιακές χρήσεις. Η χρήση ορυκτών καυσίμων, ιδίως αερίου, θα επιβιώνει πιθανώς για περισσότερο διάστημα μόνο σε ορισμένες βιομηχανικές και γεωργικές δραστηριότητες, καθώς και σε κάποιες μεταφορές, π.χ. αεροπλάνα, μεγάλα πλοία και φορτηγά.
Η ιδέα ότι το φυσικό αέριο θα είναι το καύσιμο της μετάβασης, που θα αποτελέσει την γέφυρα προς μια παραγωγή βασισμένη αποκλειστικά σε ΑΠΕ, υιοθετήθηκε από την ΕΕ και διεθνείς οργανισμούς την τρέχουσα δεκαετία. Βασίζεται στις ανάγκες άμεσης αντιμετώπισης της κλιματικής αλλαγής και συνέχισης της οικονομικής ανάπτυξης, καθώς και στα άλλα περιβαλλοντικά του πλεονεκτήματα.
Τεχνικά, δεν θα χρειάζονταν περισσότερα από δύο χρόνια στην Ευρώπη για να μετατραπούν οι μονάδες ηλεκτροπαραγωγής από κάρβουνο σε μονάδες αερίου. Αναμένεται επιπλέον ότι το αέριο θα υποκαταστήσει και ένα σημαντικό μέρος των πυρηνικών μονάδων παραγωγής ηλεκτρισμού, οι οποίες δεν εκπέμπουν ανθρακούχα αέρια. Η παραγωγή από πυρηνικά εργοστάσια αναμένεται να μειωθεί τις επόμενες δεκαετίες, τόσο στην Ευρώπη όσο και στις ΗΠΑ, δεδομένου ότι τα υπάρχοντα φθάνουν στο τέλος του κύκλου ζωής τους και η αντικατάστασή τους από νέα, με τις απαιτούμενες προδιαγραφές ασφαλείας, είναι ασύμφορη, διότι άλλες πηγές ενέργειας είναι οικονομικά πιο ανταγωνιστικές. Οι ΑΠΕ γίνονται όλο και φθηνότερες, άρα πιο ελκυστικές. Όμως, μια απευθείας μετάβαση από το κάρβουνο ή την πυρηνική ενέργεια στις ΑΠΕ θα σήμαινε αυξημένες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά την μακρά ενδιάμεση περίοδο αναμονής, μέχρι να κατασκευασθούν και να εγκατασταθούν παραγωγικές υποδομές, νέα ηλεκτρικά δίκτυα κ.λπ. Έτσι, μοιάζει προτιμότερη η ταχεία μετάβαση στο φυσικό αέριο για λίγες δεκαετίες, μέχρι την επικράτηση των ΑΠΕ.
Το αέριο βολεύει ως μεταβατικό καύσιμο για την Ευρώπη, αν μάλιστα προέρχεται όλο και λιγότερο από την Ρωσία και τις αραβικές χώρες και όλο και περισσότερο από τις ΗΠΑ, ως LNG. Για να επιβιώσει όμως το LNG θα πρέπει να παραμένει ανταγωνιστικό έναντι των διάφορων αναπτυσσόμενων συνδυασμών ΑΠΕ-ενεργειακής αποθήκευσης. Το ενεργειακό μίγμα των επόμενων δεκαετιών εξαρτάται κυρίως από το πόσο γρήγορα θα μειώνεται το κόστος των ΑΠΕ, από την πρόοδο των τεχνολογιών αποθήκευσης και εξοικονόμησης ενέργειας, καθώς και από τις τιμές των δικαιωμάτων ανθρακούχων εκπομπών, που είναι το αποτελεσματικό οικονομικό όπλο κατά της κλιματικής αλλαγής. Οι τιμές ήδη προσωρινά ξεπέρασαν τα 25 ευρώ και στην αγορά θεωρείται δεδομένο ότι από το 2025 και μετά το κόστος τους θα κυμαίνεται πάνω από τα 30 ευρώ ο τόνος. Υπάρχουν όμως και εκτιμήσεις που μιλούν για πιο γρήγορη άνοδο των τιμών. Πρόσφατη έκθεση της Bank of America Merrill Lynch εκτιμά ότι οι τιμές ενδέχεται να διπλασιαστούν ξανά μέσα στο 2019 (υπερδιπλασιάστηκαν το 2018 σε σχέση με το 2017). Υπάρχουν προβλέψεις για $100 στο μέλλον. Αν οι τιμές αυξηθούν πολύ, ώστε να εξασφαλίζεται το κλίμα του πλανήτη, η αγορά φυσικού αερίου θα συναντήσει σοβαρά εμπόδια.
Η μεταβατική λύση παρουσιάζει επίσης σοβαρές επιχειρηματικές δυσκολίες. Τα έργα αξιοποίησης του LNG θα κοστίσουν δισεκατομμύρια. Οι εταιρείες που ξοδεύουν για εγκαταστάσεις παραγωγής φυσικού αερίου, αγωγούς μεταφοράς και διανομής κ.λπ. δεν θα αποσβέσουν τις επενδύσεις τους παρά μόνο μετά από δεκαετίες. Επομένως χρειάζεται να τις χρησιμοποιούν πλήρως για πολλά χρόνια, άρα να καθυστερήσει πολύ το πέρασμα στις ΑΠΕ. Επίσης, η εντατική χρήση του LNG αναπόφευκτα δημιουργεί μια κοινωνική τάση κατά των μελλοντικών αλλαγών, λόγω του ότι ένα πολυπληθές ειδικευμένο εργατικό δυναμικό (το φυσικό αέριο απασχόλησε 9,8 εκατομμύρια εργαζομένους στις ΗΠΑ το 2015) ίσως αχρηστευθεί μετά από 10 ή 20 χρόνια. Βέβαια, μέρος των υποδομών του φυσικού αερίου θα μπορούν να αξιοποιηθούν σε ενδεχόμενη μελλοντική χρήση υδρογόνου, αν αυτό παράγεται σε μεγάλες ποσότητες από υπεράκτια αιολικά πάρκα. Ωστόσο, το υδρογόνο αποθηκεύει μεν αποτελεσματικά την περίσσεια ενέργειας, αλλά η ευρεία χρήση του μπορεί να κριθεί επικίνδυνη.
Πάντως, η ΕΕ αναπτύσσει φιλόδοξη ενεργειακή πολιτική, αλλά ο μελλοντικός ρόλος του φυσικού αερίου, ίσως το σπουδαιότερο ερώτημα, δεν έχει εύκολη απάντηση. Ιδιαίτερα σε ό,τι αφορά την περίοδο μετά το 2030, πρέπει από τώρα να ληφθούν μεγάλες αποφάσεις για ενεργειακές επενδύσεις που θα χρησιμοποιηθούν τις επόμενες δεκαετίες.
Καταφύγιο στην αφαίρεση
Η χρήση φυσικού αερίου ως μεταβατικό καύσιμο δεν μπορεί να περιορίσει αρκετά την κλιματική αλλαγή, άρα συμπληρωματικά θα απαιτηθεί αφαίρεση διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, με συλλογή και αποθήκευσή του. Η απαιτούμενη ποσότητα αφαίρεσης μέχρι το 2100, είναι τεράστια: 15 φορές οι εκπομπές ανθρακούχων αερίων του 2017. Μάλλον όμως είναι μονόδρομος για να εκπληρωθούν οι δεσμεύσεις της Συμφωνίας του Παρισιού για το κλίμα, δηλαδή να παύσει «όσο γίνεται νωρίτερα» η αύξηση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου, με στόχο να επιτευχθεί σταθεροποίηση του άνθρακα στην ατμόσφαιρα «μέσα στο δεύτερο μισό του αιώνα», ώστε να περιορισθεί η άνοδος της μέσης θερμοκρασίας «σε 1,5 βαθμό Κελσίου σε σχέση με την προβιομηχανική εποχή».
Θεωρητικά, η αφαίρεση διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα μπορεί να γίνει με πολλούς τρόπους, μερικοί από τους οποίους δεν έχουν μελετηθεί αρκετά, ενώ ορισμένοι έχουν αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις: 1) Ο πιο φυσικός είναι η φύτευση νέων δασών και η σωστή συντήρησή τους, οπότε, καθώς αυξάνονται, αποθηκεύουν άνθρακα στην βιομάζα τους και στο έδαφος. Επίσης, η αποκατάσταση φυσικών οικοσυστημάτων, όπως οι υγρότοποι 2) Αύξηση της περιεκτικότητας του εδάφους σε άνθρακα, είτε με κατάλληλες γεωργικές πρακτικές είτε με εισαγωγή επεξεργασμένης βιομάζας 3) Λίπανση της θάλασσας με θρεπτικά υλικά για να αυξηθεί η φωτοσύνθεση, άρα η δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα 4) Χρησιμοποίηση ξύλου ή άλλης μορφής βιομάζας ως οικοδομικό υλικό 5) Χρησιμοποίηση πετρωμάτων που απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα 6) Προσθήκη στην θάλασσα ιόντων ασβεστίου για επιτάχυνση της φυσικής παραγωγής ανθρακικού ασβεστίου 7) Χρησιμοποίηση τσιμέντου με μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε άνθρακα 8) Βιομηχανική δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και αποθήκευσή του σε γεωλογικούς σχηματισμούς.

Επίλογος
Το φυσικό αέριο μοιάζει να είναι αναπόφευκτος εταίρος στην παγκόσμια προσπάθεια μετριασμού της κλιματικής αλλαγής, αλλά, πέραν αυτού, χρειάζονται πολύ περισσότερα. Αποφασιστικό ρόλο θα παίξουν η όλο και χαμηλότερη τιμή των ΑΠΕ, η επίτευξη υψηλής οικονομικής μεγέθυνσης με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, η πρόοδος στις τεχνολογίες αφαίρεσης διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, αλλά και η εξέλιξη των γεωπολιτικών ισορροπιών. Δημόσιες πολιτικές για το κλίμα αναπτύσσονται στην ΕΕ και σε πολλές άλλες χώρες, αργά ή γρήγορα θα ακολουθήσουν αναγκαστικά και οι ΗΠΑ. Ίσως όμως η καθοριστική συμβολή να προέλθει από την παρατηρούμενη κινητοποίηση της ιδιωτικής επιχειρηματικότητας.
Για να μάθετε περισσότερα:

Agnia Grigas (2017). The New Geopolitics of Natural Gas. Harvard University Press



Σχόλια

Διαβάστηκαν πολύ