Przejście na gospodarkę niskoemisyjną wiąże się z dekarbonizacją sektora energetycznego. Istnieją różne sposoby, by to osiągnąć.
Stopniowe odejście od węgla w sektorze jest możliwe poprzez zwiększanie udziału odnawialnych źródeł energii w ogólnym zużyciu energii oraz ograniczanie emisji gazów cieplarnianych z elektrowni wykorzystujących paliwa kopalne dzięki urządzeniom do sekwestracji dwutlenku węgla (od ang. carbon capture and storage, czyli proces proces polegający na oddzieleniu i wychwyceniu dwutlenku węgla ze spalin w celu ograniczenia jego emisji do atmosfery) – gdy technologia ta stanie się łatwo dostępna.
Przyszłość należy do elektryfikacji
Sektor energetyczny o zmniejszonej emisji dwutlenku węgla oznacza zelektryfikowaną przyszłość, czyli używanie energii elektrycznej w możliwie jak najszerszym zakresie. Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) popiera wzrost znaczenia elektryfikacji w opublikowanym niedawno raporcie World Energy Outlook 2017. W swojej publikacji agencja IEA stwierdza, że przyszłość należy do elektryfikacji i należy zwiększyć wykorzystanie elektryczności, aby zabezpieczyć światowe zapotrzebowanie na energię w nadchodzących latach. IEA przewiduje, że elektryczność będzie coraz bardziej powszechna wśród odbiorców energii, a do roku 2040 będzie stanowić nawet 40% wzrostu zużycia końcowego energii. Agencja IEA zwraca również uwagę, że wyzwanie, jakie stanowi zmniejszenie emisyjności sektora energetycznego wyjaśnia, dlaczego wartość światowych inwestycji w energię elektryczną w 2016 roku po raz pierwszy przekroczyła wartość inwestycji w ropę naftową oraz gaz i dlaczego kwestia bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej zyskuje coraz wyższą pozycję w politycznych agendach.
ZOBACZ TAKŻE: Energia i zasoby odnawialne. Dlaczego bez miedzi ani rusz?
Europa obiecuje neutralność pod względem emisji dwutlenku węgla
Jeśli chodzi o Europę, stowarzyszenie branżowe Eurelectric zobowiązało się uczynić wytwarzanie energii przez europejskie przedsiębiorstwa neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla „na długo przed rokiem 2050”. Zdaniem tego stowarzyszenia elektryczność jest kluczem do niskowęglowej przyszłości Europy. W swoim raporcie Vision for the European Electricity Industry Eurelectric stawia za cel osiągnięcie zerowej emisji dwutlenku węgla netto z wytwarzania energii w ciągu najbliższych 30 lat, a nawet wcześniej.
Według nowej wizji stowarzyszenia elektryczność ma do odegrania kluczową rolę w przejściu na gospodarkę niskoemisyjną. Organizacja zobowiązuje swoich członków do inwestowania w możliwości, jakie daje czysta energia i związane z nią technologie, takie jak bardziej inteligentne sieci, umożliwiające zmniejszenie emisji w innych sektorach, na przykład ciepłownictwie i transporcie. Zobowiązanie to dotyczy również dalszego wspierania rozwoju innowacyjnych nowych czystych technologii.
Raport wzywa decydentów, by stworzyli warunki umożliwiające opłacalną ekonomicznie dekarbonizację poprzez podniesienie cen węgla, wspierali tworzenie inteligentnych sieci, doprowadzili do powstania zintegrowanego europejskiego rynku energii oraz zapewnili sprawiedliwą transformację, sprawnie zarządzając jej aspektem geograficznym i społecznym.
Przekazywanie nadwyżek elektryczności
Ważną – a być może najważniejszą – podstawą zmniejszenie emisyjności sektora energetycznego jest zdolność przekazywania nadwyżek elektryczności do innych sektorów. Jest to istotne ze względu na zmienną wydajność odnawialnych źródeł energii – ilość wytworzonej z nich energii elektrycznej często przekracza zapotrzebowanie w danym momencie. Ta nadwyżka może stanowić wymierną wartość dla procesu transformacji energetycznej, ponieważ pozwoli zelektryfikować, a co za tym idzie – zdekarbonizować inne sektory. Tu pojawia się zagadnienie integracji sektorów za pomocą technologii Power-to-X, które pozwolą na przekazywanie energii między różnymi sektorami i zdekarbonizowanie świata.
Zamiana energii elektrycznej w ciepło/zimno
Na poziomie światowym ciepło odpowiada za blisko 50% końcowego zużycia energii, dlatego sektor energii cieplnej ma do odegrania kluczową rolę, jeśli chodzi o pomoc krajom w realizacji ich celów klimatycznych. Zamiana energii elektrycznej w ciepło dokonuje się za pomocą pomp ciepła, elektrycznych podgrzewaczy wody oraz kotłów elektrodowych do użytku w domach i mieszkaniach prywatnych lub miejskich systemach ciepłowniczych. W rejonach o ciepłym klimacie na tej samej zasadzie można zamieniać energię elektryczną w zimno w miejskich systemach chłodniczych.
Zamiana energii elektrycznej w ruch
Koncepcja ta odnosi się do integracji sektora elektrycznego z transportem. Według danych agencji IEA w roku 2016 na świecie używanych było ponad 2 miliony pojazdów z napędem elektrycznym, a ich liczba wzrośnie prawdopodobnie do 70 milionów do roku 2025. Pojazdy te będą w stanie gromadzić nadwyżkę energii i oddawać ją do sieci. Kluczowe znaczenie ma tu inteligentna technologia, która umożliwia kontrolę czasu ładowania, napięcia w akumulatorach, cen elektryczności i obciążenia sieci oraz zapobiega ograniczeniom przepustowości sieci. Zwiększona elastyczność systemów energetycznych jest główną zaletą tego podejścia.
Zamiana energii w gaz
Proces przekształcania energii elektrycznej w gaz ma zastosowanie głównie w produkcji wodoru i metanu w elektrolizerach. Ten rodzaj integracji sektorów ma dwie główne zalety: po pierwsze gaz przechowuje się łatwiej niż elektryczność, po drugie – wiele krajów ma dobrze rozwiniętą infrastrukturę gazową, co może zapewnić odpowiednią pojemność magazynową. Produkowany wodór można wykorzystać do różnych zastosowań przemysłowych lub w pojazdach zasilanych ogniwami paliwowymi. Z kolei metan jest chemicznie identyczny z gazem ziemnym i mógłby zostać wprowadzony do istniejących sieci gazu ziemnego. Największy na świecie zakład elektrolizy produkujący wodór znajduje się w Energiepark Mainz w Niemczech.
Integracja sieci zasilanych energią odnawialną z różnych źródeł
Aby wesprzeć trwającą transformację sektora energetycznego i przekształcić go w niezwykle dynamiczną gałąź przemysłu, potrzebne są innowacje, które pozwolą zintegrować procesy związane z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii. Niezbędne są do tego znaczne inwestycje w infrastrukturę energetyczną, wsparcie w postaci politycznego zaangażowania, konkretne plany techniczne i ścisła współpraca wszystkich stron. Obecne struktury rynku energetycznego muszą ulec zmianie. Konieczna jest nie tylko wspomniana już integracja sektorów, ale również rozbudowa krajowych sieci elektrycznych i połączeń międzysystemowych sąsiednich krajów, wdrożenie inteligentniejszych systemów, rozwój zarządzania popytem oraz optymalizacja rynku obrotu emisjami dwutlenku węgla.
ZOBACZ TAKŻE: Rozwój OZE i elektromobilności. Jaką rolę ma do odegrania miedź?
