Снижение выбросов парниковых газов — задача, которая остро стоит перед человечеством. Активные шаги по её решению предпринимаются с 90-х годов прошлого века.
Одной из технологий, на которую возлагались большие надежды — это так называемое улавливание и хранение углерода (carbon capture and storage, сокращённо — CCS). Дело в том, что данная технология позволяет использовать существующую энергетическую инфраструктуру, а именно газовые и, в первую очередь, угольные электростанции с (предположительно) гораздо меньшим вредом для окружающей среды. Другими словами, она дарит надежду, что принципиально в структуре энергетики можно ничего не менять (так всегда проще), а просто докупить дополнительное оборудование, которое будет «ликвидировать» выбросы.
В связи с этим в 2007 году в ЕС был принят план строительства 12 опытных электростанций, оснащённых CCS к 2015 году. Однако, на сегодняшний день полностью не реализован ни один проект, а существующие планы и оставшиеся текущие проекты также под большим вопросом…
Почему?
Посмотрим, что представляет собой технология улавливания и хранения углерода.
Электростанция, оснащённая системой CCS, сжигает углеводородное топливо, и с помощью специального оборудования извлекает углекислый газ из выхлопных газов. Дальше, в большинстве случаев, СО2 транспортируется по трубопроводам к местам хранения и закачивается в подземные резервуары, например, отработанные месторождения нефти или газа, соленосные формации и прочие подходящие для данных целей полости под землёй. После того как резервуар заполнен, скважина запечатывается, а объект должен контролироваться «вечно» в целях предотвращения выбросов углекислого газа.
Как следует из этого краткого описания, такое «очищение» процесса генерации приводит к сильному повышению инвестиционных и операционных расходов, которые в угольной энергетике и без того высоки. Речь идёт о приобретении дополнительного оборудования, строительстве трубопроводов и обслуживании всего этого богатства, дополнительных затратах энергии на работу дополнительных элементов конструкции (извлечение, перекачка, закачка СО2…) и т.д.
В статье на портале Energypost приводится любопытное табличное сравнение экономики генерации разных технологий без учёта государственной поддержки (для США). Здесь же приведена ссылка на расчёты и источники данных. Сравниваются 1) угольная электростанция, работающая по супер-сверхкритический технологии, 2) такая же угольная электростанция, оснащённая CCS (улавливание 90% углерода), 3) материковая ветровая электростанция и 4) фотоэлектрическая солнечная электростанция.
Как мы видим, даже обычная современная эффективная угольная электростанция существенно проигрывает на американском рынке ветровой и солнечной генерации. А уж электростанция, оснащённая системами улавливания и хранения углерода, и подавно. Вырабатываемый ею киловатт-час в три раза дороже, чем у ветровой электростанции.
Может ли технология CCS стать со временем дешевле и конкурентоспособнее благодаря масштабированию и дальнейшим техническим усовершенствованиям? Текущий опыт показывает, что вряд ли.
Во-первых, существуют физические ограничения. Для работы таких электростанций всегда будет требоваться дополнительное топливо. «Железо» для таких объектов не имеет столь существенного потенциала удешевления, каковое мы наблюдаем, например, у фотоэлектрических преобразователей (солнечных панелей). Вряд ли можно утверждать, что стоимость оборудования для угольных электростанций сколь-нибудь сильно упала за последние десятилетия, несмотря на колоссальные масштабы построенных мощностей.
Во-вторых, при реализации пилотных проектов электростанций с CCS традиционного отмечается превышение первоначально заложенных бюджетов. Например, американский проект угольной электростанции Kemper Plant (582 МВт) предусматривал инвестиции в размере $ 2,2 млрд. Однако, бюджет вырос до $ 7,3 млрд! После чего проект закрыли.
То же самое происходит с голландским проектом по улавливанию и хранению углерода ROAD (Rotterdam Opslag en Afvang Demonstratieproject или Rotterdam Capture and Storage Demonstration Project). Несмотря на то, что Европейская комиссия выделила € 180 млн, а голландское правительство до € 150 млн, участники проекта, крупные европейские энергетические компании Uniper и Engie прекратили работу над ним. То есть даже массивные государственные субсидии не могут улучшить жизнеспособность таких проектов.
Риск инвестиций в технологии CCS в Европе повышается также в связи с тем, что в ЕС дальнейшие перспективы угольной генерации, в-принципе, достаточно туманны.
Таким образом, мне представляется очевидным, что хранение и улавливание углерода (CCS) — это технология, которая в энергетическом секторе вряд ли будет применяться массово. Стремительное удешевление ветровой и солнечной энергетики сильно обостряет соперничество энергетических альтернатив, в котором капиталоёмкие проекты в угольной генерации очевидно проигрывают.
В то же время существуют направления, где наработанный опыт может быть использован. Например, обсуждается задействование CCS для сокращения выбросов цементных производств. Технологии CCS также могут применяться в проектах, направленных на повышение добычи нефти на старых месторождениях, как это происходит в проекте Petra Nova, о котором мы рассказывали.
Необходимо добавить, что существует и другая точка зрения, суть которой такова. Для достижения целей Парижского климатического соглашения применение технологий CCS является неизбежной необходимостью. Они будут использоваться не только на реконструированных объектах угольной генерации, но и газовых, а также биогазовых электростанциях. Впрочем, пока это видение разбивается об экономическую реальность.