O struji u Srbiji i Evropi (2): ugalj i energetska tranzicija u EU i Nemačkoj

Iako se Srbija priprema za priključenje Evropskoj uniji, domaća javnost je veoma loše obaveštena o stanju i procesima energetske tranzicije (transformacije), koja se odvija u evropskom sektoru energetike - posebno u proizvodnji električne energije - kao i o obavezama koje u procesu ovog priključenja stoje pred srpskom elektroprivredom.

Ovaj proces energetske tranzicije u EU predvodi Nemačka, pa će ovde biti najviše reči o procesima transformacije u sektoru proizvodnje električne energije u toj toj zemlji (1) – uz neke generalne napomene koje se tiču svih zemalja u udruženoj Evropi.

Kontroverzni pravac evropske energetike

Evropska unija je za svoje zemlje-članice donela obavezujući energetski plan poznat kao plan ’20-20-20’ - da do 2020. godine ostvari proizvodnju 20% ukupno utrošene energije onom energijom koja je proizvedena iz obnovljivih izvora, sa tendencijom da ovaj procenat dalje poveća na 27% od 2030. godine, i sa planovima da se ovaj procenat dalje uvećava. Istovremeno, EU traži od svojih članica da smanje ispuštanje gasova sa efektom staklene bašte (GHG - koji dolaze uglavnom od sagorevanje fosilnih goriva) za 20% do 2020, za 30% do 2030, sa planovima da se ispuštanje ovih gasova i dalje smanjuje. Kao i da uvede štednju u potrošnji energije - prvo za 20% do 2020. godine.

Ovaj generalni pravac u sektoru energetike EU proizveo je dosta poremećaja i kontroverzi: iako je značajno povećano učešće struje iz vetroturbina i solarnih panela – korišćenje uglja za proizvodnju struje raste i sada je najveće za poslednjih 20 godina; stim u vezi je i podatak da ispuštanje ugljendioksida i ostalih štetnih gasova (GHG) poslednjih nekoliko godina raste umesto da opada; umesto da opada cena struje za domaćinstva – ona sve više raste poslednjih godina; iako se gasi sve veći broj starih termoelektrana na ugalj – još više se grade nove i efikasnije termoelektrane na lignit. 

Evropski parlament je, u cilju štednje i boljeg korišćenja energije i smanjivanja aerozagađenja (CO2), jos 2004. godine doneo Uredbu za promociju kogeneracije (Directive 2004/8/EC), odnosno za objedinjivanje i kombinovanu proizvodnju struje i grejanja u termocentralama (CHP – combined heat and power) - jer se u proizvodnji struje u termoelektranama baci i do dve trećine toplotne energije u obliku vrele vode.

Inače, u proizvodnji struje u termoelektranama se ne može iskoristiti više od polovine toplotne energije, dok je u praksi efikasnost (koeficijent iskorišćenosti) u pretvaranju toplotne energije u struju prosečno 30-35% (novije termoelektrane imaju efikasnost i do 40%). Kogeneracijom se ovaj procenat efikasnosti u korišćenju toplotne energije penje i do 80%.     

I na ovom planu predvodi Nemačka koja planira da do 2020. godine jednu četvrtinu struje u termoelektranama proizvode u sklopu kogeneracije (danas ima oko 12 odsto).

Neophodna interventna struja

Sve veće učešće struje dobijene iz obnovljivih izvora dovodi i do novih problema sa kojima se nije računalo – isprekidanosti u snabdevanju strujom (intermittency) iz ovih izvora (vetra, sunca). I to je problem sa kojim se danas najviše suočava Nemačka koja dobija oko 25% struje iz vetroturbina i solarnih panela. Nagli razvoj oblačnosti ili kada vetar naglo prestane da duva – dovode do naglog pada u proizvodnji struje. Da bi se održao stalan napon u mreži neophodno je brzo uključivanje struje iz klasičnih termocentrala, koje zbog toga moraju da drže reserve u proizvodnji bez obzira da li se ta struja koristi ili ne. Da bi se lakše razumelo šta to znači - ovi proizvođači su u obavezi da reaguju (ubace dodatnu struju u mrežu) u roku od petnaestak minuta ili čak u roku od 30 sekundi. (2)  

Ova interventna struja je danas oko 40 puta skuplja po MWh od standardne velikoprodajne cene struje u Nemačkoj (doskora je bila i do 400 puta skuplja) što je dovelo do stvaranja ‘balancing market-a’ na kome se ta struja kupuje. Prema nekim informacijama, proizvođači struje danas u Nemačkoj dodatno ostvaruju oko 10 odsto ukupne zarade na ovom interventnom tržištu struje.            

Velikoprodajne cene struje na nemačkom tržištu su danas izuzetno niske, oko 37 evra po MWh, što je dovelo do zatvaranja niza postojećih, uglavnom starijih termocentrala.

U isto vreme, cena struje za domaćinstva u Nemačkoj je najviša u Evropi (doduše u Danskoj je nešto malo viša) i iznosi oko 29 evrocenti za kWh – što znači da je maloprodajna cena struje za domaćinstva (retail price) oko osam puta viša od velikoprodajnih cena struje.   

Inače, u Nemačkoj se proizvodi oko 45 odsto struje iz uglja a oko 25 odsto struje dolazi iz obnovljivih izvora (tokom 2013.); ostali deo struje proizvodi se u nuklearnim centralama (koje se zatvaraju do 2022. godine) uz nešto manje struje iz hidrocentrala i centrala na gas. 

Nemci između planova i stvarnosti

Časopis PEI (Power engineering International) je nedavno objavio izuzetno informativan prilog o struji u Nemačkoj, naslovljen sa ‘Promena nemačkog energetskog pejzaža – Ugalj i energetska transformacija’. (1)

Ovde je naveden samo kratak pregled ključnih informacija iz članka:

- Prema nemačkom planu za energetsku transformaciju (Energiewende) planirano je smanjenje u ispuštanju gasova sa efektom staklene bašte (GHG) za 70% u odnosu na 1990. godinu – i to do 2040. godine; i smanjenje za 80-95% do 2050. godine;

- Do 2050. godine Nemačka je planirala proizvodnju od oko 80% struje iz obnovljivih izvora;

- Ovi planovi se za sada ne ostvaruju i stanje na terenu je znatno drugačije: Proizvodnja struje iz uglja tokom 2013. godine porasla je za 44% u odnosu na prethodnu godinu; u 2013. godini iz uglja je proizvedeno 44,5% struje, najveći procenat za poslednjih 20 godina; 

- I pored uvođenja sve veće proizvodnje struje iz obnovljivih izvora, karbonska emisija (GHG) se uvećala za 4% u periodu od 2010. do 2012. godine, a tokom 2013. godine porasla je za dodatnih 0,8% - što mnogi pripisuju termocentralama na ugalj;

- Nemačka bi trebalo da zatvori kapacitete od 10 GW struje iz nuklearnih centrala do 2022. godine – ali njih ne mogu u potpunosti da zamene pogoni na obnovljive izvore energije;

- U Nemačkoj se otvaraju nove termocentrale na ugalj i novi rudnici uglja; Nove termocentrale uglavnom koriste lignit; Zatvaraju se starije termocentrale;

- Potrošnja uglja u Nemačkoj dostigla je svoj najviši nivo od 1990-tih, sa proizvodnjom lignita, kao najjeftinijeg, kojim je u 2013. godini proizvedeno 162 milijarde kWh električne energije, ili 26% ukupno proizvedene struje, što je porast u odnosu na 160,7 milijardi kWh koliko je proizvedeno tokom 2012. godine – navodi industrijska grupa Energiebilanzen;

- Samo u toku 2012. godine u Nemačkoj je pušteno u pogon 2743 MW novih termocentrala na lignit, dok je iz proizvodnje struje isključeno 1321 MW starijih termocentrala;

- Nemačka agencija za energiju (German Energy Agency) procenjuje da bi električne centrale na ugalj i gas trebalo da proizvode oko 60 GW struje, ili dve trećine nacionalne potrošnje struje – sve do 2050. godine;  

- “Po sadašnjim tržišnim cenama koje su manje od 37 evra po MWh nije moguć ekonomski opravdan rad konvencionalnih termocentrala” – kaze Peter Terum, CEO iz velike energetske kompanije RWE.   

- Predstavnik velike energetske kompanije E.ON, Markus Nitschke, kaže da zbog sve većeg učešća struje iz obnovljivih izvora, rastu troškovi rada i održavanja termocentrala: zbog promenljivog snabdevanja strujom iz obnovljivih izvora česte su promene napona u mreži što zahteva brzo uključivanje i isključivanje u proizvodnji konvencionalnih termocentrala - što nepovoljno utiče na mašine i materijal;

- E.ON je već do sada zatvorio termocentrale kapaciteta 11 GW i planira da zatvori još 5 GW kapaciteta u 2015. godini;

- RWE će zatvoriti proizvodnju struje u termocentralama kapaciteta 2,2 GW a i EnBW planira da zatvori niz termocentrala;

- Operativni troškovi u proizvodnji struje su viši kod starijih termocentrala nego kod novijih:

Proizvodna cena struje kod starijih termocentrala, koje koriste mrki ugalj i imaju 34% koeficient efikasnosti, iznosi 33 evra za MWh, što znači da se profitabilnost tokom 2013. godine dostiže sa cenom od 38 evra po MWh; to su termocentrale izgrađene od druge polovine 1960-tih do 1970-tih godina;

Termocentrale izgrađene tokom 1950-tih godina imaju koeficijent efikasnosti 30% i proizvodna cena struje u njima iznosi 38 evra po MWh – a sa tom cenom one prave gubitke i zrele su za gašenje;

Novije termocentrale sa koeficijentom efikasnosti od 35% odsto i više, mogu da rade uspešno i sa današnjim cenama;

Nejasne državne mere za budućnost uglja         

Prema podacima koje iznosi Debriv - asocijacija proizvođača lignita – nove i efikasnije termocentrale mogu da proizvedu više struje po toni uglja i fleksibilnije su u odgovoru na fluktuacije napona u mreži do kojih dolazi zbog rada vetroturbine i solarnih panela.

Nova termocentrala na ugalj u Moorburg-u, kompanije Vattenfall, koja ima kapacitet od 827 MW, ima efikasnost od neverovatnih 46% i emituje 25% manje ugljendioksida od starih termocentrala. Njen termoblok A je osposobljen da startuje proizvodnju u roku od 15 minuta na nivou od 250-300 MW, što je ravno proizvodnji oko 100 vetroturbina. 

I termocentrala na lignit BoAplus, kompanije RWE, za sada u fazi planiranja, imaće izuzetnu efikasnost od oko 45% kao i sposobnost da brzo reaguje na fluktuacije u mreži, odnosno kompatibilna je sa proizvodnjom struje iz obnovljivih izvora.

Njenu gradnju nažalost, odlaže još nedovljna sigurnost oko politike vlade u proizvodnji struje.  

Dosadašnja energetska politika Nemačke u vezi struje stavila je proizvodnju struje iz obnovljivih izvora na prvo mesto, dok su termocentrale na ugalj posmatrane kao dopuna u njihovom radu. Danas postaje jasno da će u doglednoj budućnosti ostati korišćenje uglja za proizvodnju struje - mada to još nije jasnije definisano preciznim merama državnih vlasti. Zato i proizvođači struje pomalo oklevaju sa novim i većim investicijama u najnovije visoko-efikasne termocentrale na ugalj.   

Reference:

1. – Transforming Germany’s energy landscape - Coal and the Energiewende

www.powerengineeringint.com/articles/print/volume-22/issue-5/power-gen-europe/transforming-germany-s-energy-landscape-coal-and-the-energiewende.html

2. – German Utilities paid to stabilize Grid Due to Increased Wind and Solar

www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2014/07/german-utilities-paid-to-stabilize-grid-due-to-increased-wind-and-solar