Енергийната сигурност на България
Трябва ли ни водород и колко в енергийния микс
Енергетиката винаги е била една от най-съществените компоненти от националната сигурност на всяка държава. Покрай нападението на Русия над Украйна и последствията върху енергийните потоци в целия свят, започна много интензивно да се говори за водорода като универсален заместител на фосилните горива, решаващ два свързани проблеми на националната сигурност: намаляване на зависимостите от малко на брой доставчици (какъвто беше случая с тръбния газ за Eвропа и Газпром) и борбата с последствията върху климата, които заплашват в дългосрочен план сигурността в целия свят. Всяка една страна има различни предизвикателства и съответно - решенията ще бъдат специфични за нея.
Преди да минем в детайли, нека да все пак да видим, как се справи България с кризата и какви уроци можем да изведем. Те са много, но са изброени трите най-важни според мен.
Колкото и странно да звучи, България се справи блестящо и нямаше никакви съществени проблеми покрай спирането на газа. Нямаше прекъсване на газа за промишлените предприятия и топлофикациите. Правителството на Кирил Петков, не без участието на нашите партньори от Европа и САЩ, осигури в спешен порядък алтернативни доставки чрез танкери за втечнен газ, както и на газ от Азербайджан. Дълго време се забави обаче интерконектора с Гърция.
Държавата е в добро финансово състояние и успя да осигури доставки при силно завишените вследствие на войната цени. За сравнение, Пакистан, който разчита на внос на газ чрез танкери, изпита огромни затруднения с осигуряването на нужните количества и поради финансови затруднения, и поради липсата на стратегически партньор, който да помогне с доставките.
Въпреки тромавата и неефективна структура на „Българския Енергиен Холдинг“ (БЕХ), паричните потоци от държавните дружества, които генерираха огромни печалби от износа на ток, бяха сравнително бързо, лесно и безболезнено използвани за подкрепа на бизнеса, без да се налагат специални мерки за подпомагане на енергийни дружества (както например Uniper, изкупуването на EDF или пък банкрута на доставчици на ток във Великобритания). Колко ефективно е било това е друг въпрос, но трябва да бъде разглеждано по-подробно в контекста на това, какво да е участието на държавата в такава критична инфраструктура каквато е енергетиката.
С други думи, справихме се и без газа на Газпром, и без водород. Нещо повече, справихме се дори и без ПАВЕЦ „Чаира“, който не работи вече повече от година, което още повече усложни нещата, а допълнителната цена беше платена от потребителите.
Водороден влак приближава гарата във Верхайм близо до Франкфурт, Германия. сряда, 26 април 2023 г. / AP Photo/Michael Probst
С успокояването на пазарите и нормализирането на доставките на газ, нещата се връщат в нормалното русло. Може да се каже, че основния риск със зависимостта от един доставчик е премахнат и остава този свързан с последствията за климата, вследствие употребата на фосилни горива.
От горното излиза, че няма някаква непосредствена опасност за енергетиката ни, но такава ще възникне във връзка с изтичането на договорите на въглищните централи на МИ1 и МИ3, както и очакваното натрупване на загуби на държавната МИ2 заради високите цени на емисиите и наличието на все по-евтин ток в района. Водородът е разглеждан като потенциален заместител на фосилните горива в дългосрочен план. Ще се види дали това е така, след като дори и времевата рамка не е зададена.
Да се разделим с някои илюзии преди всичко останало
Водородът не е подходящ като заместител на газа за отопление. Причините са много, най-важните са, че е изключително неефективно да правим от ток водород, който после да горим, за да правим топлина или ток за отопление. По-важното е, че има далеч по-евтини алтернативи каквито са термопомпите и затворените геотермални източници, които имат икономически смисъл при по-големи градове с изградено централно отопление.
Водородът губи съревнованието и в масовия транспорт (засега при леките коли) пак поради същите причини – ниска ефективност спрямо съществуващите алтернативи.
Все повече и повече се говори как водородът ще се смесва с газа (примерно до 20%) в газопреносната мрежа и така ще се намалят разходите по транспортирането. Това изглежда привлекателно само на пръв поглед. Поради чисто физични закони, дори 20% от микса в газопреносната мрежа води до само 6% намаляване на газа при еднакво количество доставяна енергия, което не оправдава добавената сложност по смесването и после отделянето на водорода при крайния потребител и инвестиции в компресорните станции.
По-подробна схема за ориентация къде има смисъл да се използва водород е представена на фигурата по-долу. Има области, в които водородът няма алтернатива в момента и това са основно торовата и петрохимическата индустрия и където в момента водородът се добива от природен газ чрез така наречената SMR (Steam methane reformer) технология, при която обаче се отделя огромно количество CO2 - на всеки килограм водород се падат над 10 кг. СО2.
В България основните потребители на водород са торовите заводи и Лукойл. Докато заводът в Димитровград го произвежда от природен газ, Агрополихим внася стоков амоняк и при него зависимостта от природен газ като суровина за крайния продукт не съществува.
Да строим живота нов с Водород
Имайки предвид горната фигура и основните консуматори на водород, пред държавата не стои непосредствена нужда да развива активно водородната икономика. Това ни отличава силно от страни като Германия и Холандия, които започват активно да изграждат инфраструктура за пренос на водород или носители на водород до промишлената Рурска област в Германия, като нещата са все още в начален етап.
Това, което е важно да се знае са двата основни извода илюстрирани на фигури 2 и 3 по-долу:
Процентно, основният разход в цената на зеления водород остава цената на електричеството. Ето защо, работата на електролизьорите трябва да бъде от “излишен” ток, защото само той е евтин. Тъй като все по-често ще наблюдаваме периоди на отрицателни цени на електроенергията, допълнително се лансира заблудата, че това са моментите, когато ще работят инсталациите за водород. Заблуда е, защото когато има такива цени, първи ще се зареждат батериите, които ги има, защото батериите (от всякакъв вид) ще изпълняват основните функции по регулирането на честотата в мрежата и чак тогава ще се произвежда водород (извън инсталациите за водород, които са направени с цел да заместват водорода в момента произвеждан от природен газ). Винаги, когато има търсене било за батерии, било за водород, цената на тока няма да е отрицателна.
От фигура 3 става ясно, че за постигане на основното намаление на капиталовите вложения на инсталациите за водород в желаните граници, е необходимо значително поевтиняване на цената на електролизьорите от 80%. Това вероятно е възможно, но ще бъде постигнато единствено и само когато минат известен брой години и когато започне масовото производство, а в момента такова не се забелязва, следователно сме на разстояние от поне 5-10 години от този момент. Финансовите стимули имат минимален ефект върху крайната цена.
Първият водороден електромобил в България представен от Центъра за компетентности "Хитмобил". Работата по изграждането на инфраструктура за научно-приложни и демонстрационни проекти в областта на зелената енергия се представя в Институт по електрохимия и енергийни системи "Акад. Евгени Будевски" при БАН, София. / 30 март 2023г. БТА / Ирина Симеонова/ПБ
От всичко казано дотук, към днешна дата можем да заявим, че водородът е преекспониран като решение на каквато и да е част от декарбонизацията на енергийната система. Той вероятно ще има своето място, включително и в България, но няма да има съществено значение в близките 5-10 години в нашата енергийна система. Ако има, то това ще е за сметка на огромни разходи за обществото и главно заради политически, а не икономически интереси.
Нека да видим тогава обаче кои са основните рискове пред нашата енергийна система подредени по приоритет.
Зависимостта на АЕЦ от руско атомно гориво е основният риск, защото той е по-сериозен от този с газа, тъй като смяната на доставчика в този случай не е толкова лесно. Предприети са стъпки, но засега не знаем колко сериозно се работи и няма ли спънки подобни с интерконектора. Ако се стигне до редовно правителство, това трябва да е приоритет номер едно и обществеността трябва да се информира на месечна база, за да има прозрачност и обществен натиск. Вероятно има и други технически проблеми, които доведоха до двукратно спиране на блок за отстраняване на течове, което много напомня проблемите в атомните блокове във Франция. По принцип, със стареенето на блоковете, може да се очаква зачестяване на спирането по такива причини. Липсата на постоянно хранилище на отработеното гориво също е огромен проблем, който явно ще бъде оставен за бъдещите поколения, защото няма да бъде решен скоро, а няма осигурен нужния финансов ресурс, независимо от вноските по специален фонд за тази цел.
При неработеща ПАВЕЦ, ние ще сме зависими от външни балансиращи мощности, което може и да не носи непременно значителен финансов ущърб поради нарастващото в района изграждане на нови източници на електрическа енергия. Това е приоритет номер едно вече не толкова като подсигуряване на енергия при отпадане на лийдник в АЕЦ, а като най-добрата огромна батерия, която ни е нужна в момента и при очакваното увеличаване на ВЕИ източниците.
Повишаването на цената на емисиите и увеличаването на соларните инсталации ще изправят все повече и повече въглищните централи пред невъзможността да оперират икономически изгодно при тези често променящи се товари. Вече виждаме влошаване на финансовите показатели на ТЕЦ „Марица Изток 2“ тази тенденция ще продължи.
На първо време нещата може би изглеждат мрачни, но всъщност може и да не е така със съвсем малко воля и усилия от страна на управляващите и обществото.
Ето един съвсем нормален сценарий:
Нощен режим - Като изключим зимните месеци, енергопотреблението е в рамките на 3 GW, което се запълва почти напълно от АЕЦ, ПАВЕЦ работещ нощно време (700-750 MW) плюс малко вятър, ВЕЦ, един блок от някой ТЕЦ Марица. ПАВЕЦ бе направен основно да чака отпадане на блок в АЕЦ, но явно работим без него през последната година. Макар да имаше спирания, системата се справи блестящо. Следователно можем съвсем спокойно да използваме ПАВЕЦ за работа през нощта.
Дневен режим – ще имаме все повече и повече солари и можем да осигуряваме допълнителни 2-3 GW, които да покриват нуждите до 4.5-5 GW като допълнение към АЕЦ . Разбира се, ще има малко въглища или внос от преходните периоди, както и мерки по управление на търсенето, но това са сравнително лесно решими технически задачи. Икономическите последствия за даден ТЕЦ „Марица“ и района са от друго измерение и точно затова са ни нужни парите от европейските програми, за да направим този преход плавен.
Очевидно е, че все повече и повече ще ни трябват гъвкави мощности, а не базови и точно поради тази причина, размразяването на АЕЦ Белене изглежда свързано единствено и само с корупционни намерения, но не и с икономически и обществено значими планове.
Изглед от Околовръстния път към София и планина Витоша. Над града се забелязва смог. Комините на ТЕЦ, Дружба. / 21 декември 2022г.
Извън електрическата мрежа, трябва да си поставим цели адресиращи отоплението и останалите сектори, които имат отношение към енергетиката като част от националната сигурност. През 2020 г., група ентусиасти около екологичната инициатива “Горичка” на Маги Малеева, изпратиха препоръки покрай Зелената сделка, като най-важните остават валидни и до днес и е въпрос на управленческа воля да започнем да реализираме част от тях.
Информационна система за прехода с редица подсистеми с обществен достъп
Изграждане на единна информационна система (SCADA) за нивата на язовирите, особено на тези за водоснабдяване и ВЕЦ.
Обектите, които са били санирани - как изглеждат преди и след.
Събиране на информацията от ЕСО, емисиите и енергийната борса.
Състояние на горския фонд - дронове/сателити могат да осигуряват всекидневно наблюдение.
Стартиране на проучвания и пилотни проекти за отопление в градска среда, малки градчета, селски къщи - използване на термопомпи, геотермални ресурси, като Eavor. Ангажиране на научната общност - Технически университет - София , Стопански факултет на Софийски университет, за конкретни пилотни проекти, дори като дипломни работи.
Изграждане на соларни системи на всички обществени сгради - детски градини и училища, за собствени нужди и продажба на излишъка, като част от печалбата остава в бюджета на обществената сграда.
Промяна строителни кодове за осигуряване липса на засенчване - всеки трябва да има възможност да ползва слънчева енергия (Така се решава и въпроса с презастрояването), както и оразмеряване на новите имоти за зарядни станции.
Разработване на стратегия за постигане на забрана на дърветата за огрев в дългосрочен план. Дървата са стратегически ресурс и трябва да се използват като такъв, но не и за изгаряне.
Ако има прозрачност и открита дискусия, ще се родят и много други идеи и ще се излезе от руслото на лобизма и финансовите интереси .
Накрая, макар и силно закъсняла с реформите, Българската енергийна система много лесно може да бъде отново водеща, както беше продължение на много години.
