Elektrownie gazowe są podstawą łańcucha dostaw energii elektrycznej, ponieważ zapewniają stałą energię dla gospodarstw domowych i firm. Jednak nadal istnieje około 20% globalnych emisji CO2 pochodzących z gazu. Ważne jest zatem, aby zbadać ich rolę w naszym miksie energetycznym, gdy zajmujemy się pilnymi problemami zmiany klimatu.
Zbyt duża liczba elektrowni gazowych jest problemem
Na amerykańskim rynku energii elektrycznej jest więcej niż wystarczająco dużo elektrowni gazowych. Emisje nasiliły ekstremalne zjawiska pogodowe, co zwiększyło presję na sieć. Na przykład Ameryka potrzebuje więcej energii elektrycznej, aby odejść od polegania na paliwach kopalnych, ale dodanie większej liczby elektrowni gazowych nie pomaga.
Niezliczone elektrownie gazowe
- Gaz odpowiadał za ok. 40% produkcji energii elektrycznej w USA w 2022 roku.
- O 2,000 jednostek zasilanych gazem o mocy znamionowej około 500 GW były czynne, co stanowiło 43% mocy wytwórczych energii elektrycznej na skalę przemysłową.
- Te rośliny emitowały 661 milionów ton metrycznych CO2, ponad 13% emisji związanych z energią w USA
- Szczelinowanie hydrauliczne lub szczelinowanie ułatwiło wydobycie gazu ziemnego z formacji łupkowych i napędzał rozwój zakładów produkujących gaz.
- Winić można również politykę finansowego wsparcia branży
- Obecnie odnawialne źródła energii na skalę przemysłową są tańsze niż gaz ziemny
- Prawie 21.08 GW Oczekuje się, że w latach 2023–2026 na Środkowym Zachodzie i w Teksasie powstanie nowa moc wytwórcza gazu
Nierównomierne przejście w różnych regionach
Fala odchodzenia od benzyny różni się w zależności od regionu w USA, niezależnie od sił rynkowych i naukowego konsensusu w sprawie energii odnawialnej. Zależność stanów od gazu jest determinowana przez politykę, dominującą infrastrukturę, geografię, wzorce pogodowe i statystyki populacji.
- Zużycie gazu jest wyższy w stanach bogatych w łupki i gęsto zaludnionych jak Teksas i regiony Appalachów
- Kalifornia nadal jest dużym użytkownikiem gazu ziemnego, mimo że jest postrzegana jako lider w dziedzinie czystej energii ze względu na 40 milionów mieszkańców i coraz cieplejsze lata, które obciążają sieć
- Podczas ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak huragany, pożary lasów czy burze zimowe, elektrownie zasilane gazem w Kalifornii, regionie środkowoatlantyckim czy Teksasie ulegają awarii
- Stany wzywane do zaplanowania alternatywnych rozwiązań zwiększających odporność sieci
Problemy spowodowane przez elektrownie gazowe
Paliwa kopalne, takie jak ropa naftowa, węgiel i gaz ziemny, zasilają ogromne ilości naszej sieci elektroenergetycznej, ale nie są zrównoważone. Ich ograniczona dostępność, a także negatywne skutki zdrowotne i degradacja środowiska sprawiają, że nie nadają się do długoterminowego bezpieczeństwa energetycznego.
W miarę wyczerpywania się rezerw, koszty będą dalej rosły, co doprowadzi do większych napięć o kontrolę nad zasobami z powodów geopolitycznych, co pogorszy sytuację energetyczną. Przyjrzyjmy się niektórym wpływom
1. Zanieczyszczenie wody
Ciepła woda odprowadzana z elektrowni zaburza cykl życia organizmów wodnych. Prowadzi to do zanieczyszczenia cieplnego, tworząc strefy wolne od lodu zimą, które następnie zatrzymują wiele gatunków w środku, pogarszając w ten sposób niedobór tlenu w miesiącach letnich.
2. Wymierające gatunki morskie
Wloty wody chłodzącej niszczą populację ryb, zabijając do 60% młodych ryb. Dorosłe ryby utknęły na sitach wlotowych, podczas gdy miliony jaj, larw i młodych ryb giną.
3. Zanieczyszczenie powietrza
Główne przyczyny kwaśnych deszczów, smogu i globalnego ocieplenia. Te elektrownie uwalniają do atmosfery rtęć (neurotoksynę), dwutlenek węgla (gaz cieplarniany), dwutlenek siarki i tlenki azotu.
4. Uczynienie zasobów krajobrazowych, historycznych i kulturowych mniej wartościowymi
Elektrownie są znacznie większe od otoczenia i niszczą widoki, które cenimy, sprawiając, że domy wokół nich, a także zabytki stają się bezwartościowe pod względem wartości nieruchomości. Nawet pióropusze chłodni kominowych mogą być wizualnie niepokojące, chociaż są niczym innym, jak parą wodną.
5. Konflikt z innymi narodami
Efekty zewnętrzne cen paliw nie obejmują kosztów środowiska, zdrowia i infrastruktury, które sprawiają, że nowe elektrownie generują energię w sztucznie tani sposób. Powoduje to jedynie konflikty z krajami zamorskimi bogatymi w ropę. Tylko poprzez ochronę środowiska, wydajność i energię odnawialną możemy to przerwać.
6. Zagrożenie dla społeczności
Przepisy dotyczące lokalizacji nie biorą pod uwagę obaw społeczności i zwykle dotyczą obszarów zamieszkanych przez mniejszości lub osoby ubogie. Nie wymagają one żadnego wykazywania potrzeby ani oświadczeń o oddziaływaniu na środowisko, zastępując lokalne planowanie.
7. Wpływ na ląd
Linie gazowe rozciągają się na rozległych obszarach, naruszając prawa rdzennej ludności, a także niszcząc lub zakłócając miejsca kulturowe i szkodząc rolnictwu, dzikiej przyrodzie i rekreacji. Budowa rurociągów obniża jakość gleby, co wpływa na produkcję upraw i środki do życia.
8. Wpływ na klimat
Sektor energetyczny przyczynia się 25% emisji gazów cieplarnianych w USA, co stanowi około 45% pochodzące z przemysłu energetycznego CO2, które odpowiadają za elektrownie gazowe. Podczas nieszczelności rurociągów i odwiertów następuje emisja metanu.
Gazy te są odpowiedzialne za zmianę klimatu i wywołują ekstremalne zjawiska pogodowe, które poważnie dotknęły społeczności zamieszkujące tereny przy granicy z USA.
9. Wysokie rachunki za energię
Duże uzależnienie od gazu prowadzi do wahań cen energii elektrycznej, a sieci, które są silnie uzależnione od gazu, są przewartościowane pod względem niezawodności sieci, co skutkuje przepłacaniem przez klientów. Na przykład ceny hurtowe wzrosły do 7,400% z powodu awarii elektrowni gazowych podczas zimowego sztormu Uri w 2021 r.
Wahania te nieproporcjonalnie uderzają w gospodarstwa domowe o niskich dochodach i gospodarstwa domowe należące do mniejszości, które wydają na energię od trzech do pięciu razy więcej niż pozostali.
Różnice rasowe i ekonomiczne w infrastrukturze gazowej
Społeczności kolorowe i biedne dzielnice są domem dla mnóstwa elektrowni, rurociągów i stacji sprężarkowych. Ta niesprawiedliwość środowiskowa jest wynikiem rasizmu w przeszłości i teraźniejszości. Niektóre przypadki dysproporcji społecznościowych są obserwowane w następujących sytuacjach:
- W Nowej Anglii odsetek osób innej rasy niż biała w pobliżu elektrowni węglowych jest znacznie wyższy (nawet 23.5%) niż biali ludzie w tych rejonach
- W Kalifornii prawie 50% elektrowni gazowych znajduje się w 25% najbardziej upośledzonych społecznościach stanu
- Dominion Energy wybrało lokalizację za swoją propozycję, gdzie 44% mieszkańców to osoby kolorowe, a 25% to osoby ubogie
- Decyzja o przedłużeniu funkcjonowania elektrowni jądrowej Ormond Beach Generating Station w Oxnard w Kalifornii, społeczności o niskich dochodach, w większości zamieszkanej przez Latynosów.
Usuwając przeszkody w zwiększaniu ekspansji energii odnawialnej, planiści sieci powinni priorytetowo traktować wycofanie elektrowni gazowych i powiązanej infrastruktury w biednych społecznościach. Połączenie tych dwóch strategii doprowadzi do zwiększenia niezawodności sieci i równomiernego podziału mocy.
Elektrownie gazowe Wpływ na populacje wrażliwe
Oprócz społeczności kolorowych i o niskich dochodach, inne segmenty społeczeństwa są również dotknięte negatywnymi skutkami wytwarzania energii na bazie gazu. Oto niektóre z przypadków innych narażonych populacji
- U osób starszych wraz z wiekiem słabnie układ odpornościowy, stają się podatny na odwodnienie i mogą mieć ograniczone możliwości przemieszczania się w przypadku fal upałów.
- Choroby układu oddechowego pogarszane przez zanieczyszczenia powietrza pochodzące z produkcji gazów powodują: wzrost zachorowań na astmę dziecięcą.
- Społeczności, które nie mówią płynnie po angielsku, potrzebują pomocy w walce o bardziej rygorystyczne normy dotyczące zanieczyszczeń lub zamknięcie zakładów.
- Ekstremalne zjawiska pogodowe i degradacja gleby spowodowana infrastrukturą gazową narażać życie rolników.
- Bliskość odwiertów szczelinujących i źródeł wody pitnej wiąże się z wyższym wskaźnikiem urodzeń przedwczesnych i większą liczbą dzieci z niską masą urodzeniową.
Wszystkie te dodatkowe naciski na słabe sekcje, dodane do skutków dla biednych społeczeństw i społeczeństw kolorowych, doprowadziły do ekstremalnych dysproporcji między różnymi grupami w Ameryce. Jednak pomimo tej wiedzy na temat niesprawiedliwości, która z tego wynika, gaz ziemny pozostaje znaczącą częścią sieci energetycznej kraju.
Power-to-Gas: drogie rozwiązanie
W przyszłości power-to-gas (PtG) może być jedyną opcją dla niektórych sektorów, w zależności od technologii i polityki. Jest to rzeczywiście obiecująca metoda dekarbonizacji systemu energetycznego, ale ma poważne wady.
- Only 67-81% energii pozostaje po elektrolizie, podczas gdy po metanizacji, tylko 54-65% pozostało
- Produkcja jest pracochłonna i kosztowna w porównaniu do bezpośredniego zużycia energii elektrycznej
- Obecnie PtG nie ma sensu ekonomicznego bez rządowego wsparcia i regulacji.
Pomimo tych wyzwań PtG może być niezbędne w następujących celach:
- Przechowywanie dużych ilości energii na kilka miesięcy, aby zrównoważyć zmiany w produkcji zielonej energii.
- Dekarbonizacja procesów przemysłowych, które potrzebują wysokich temperatur.
- W budynkach, które nie są idealne do stosowania elektrycznych pomp ciepła, można zamiast tego zastosować PtG zastąpi gaz ziemny.
Jednakże zwiększanie skali jest trudne z następujących powodów:
- Jest tylko około 30 takich projektów badawczych i pilotażowych obecnie w Niemczech trwają prace, które są dalekie od bycia przedsięwzięciami nastawionymi na zysk
- W miarę możliwości obiekty muszą pracować przy pełnym obciążeniu, ponieważ mają wyjątkowo wysokie koszty stałe
- Niedobór nadmiaru energii odnawialnej w Niemczech wpływa na rentowność przedsiębiorstwa
Aby PtG było konkurencyjne, Niemcy mogą potrzebować następujących elementów:
- Wsparcie rządowe poprzez kwoty gazu syntetycznego lub wyższa cena za CO2
- Import gazu syntetycznego z krajów bogatych w słońce, gdzie produkcja może być tańsza
Niemiecka Agencja Energetyczna (dena) najnowsze badania przewidują, że Niemcy mogłyby importować aż 750 terawatogodzin biosyntetycznego gazu i paliw do 2050 roku. Jednak biorąc pod uwagę wzrost stóp procentowych i ryzyko związane z transakcjami zagranicznymi, możliwe jest, że wytwarzanie gazu syntetycznego w kraju z morskich elektrowni wiatrowych na Morzu Północnym mogłoby dać im przewagę konkurencyjną.
Odsyłacz: Power-to-gas
Odchodzenie od gazu ziemnego
Związek Zaniepokojonych Naukowców (UCS) przedstawił dowody, które mówią nam, że nie ma potrzeby budowy nowych elektrowni gazowych, aby zapewnić niezawodną sieć, ale postęp w zakresie gazu ziemnego był powolny. Rezultatem tego opóźnienia jest nasilenie problemów z zanieczyszczeniem i niezawodnością sieci.
Zaktualizowano przez EPA normy zanieczyszczenia dla elektrowni obejmują
- Limity emisji dwutlenku węgla i zanieczyszczeń powodujących smog
- Surowe standardy mogą stanowić ekonomiczne uzasadnienie dla opcji czystej energii
Przejście z gazu ziemnego ma większy sens, ponieważ
- O nas 80-90% amerykańskiej sieci energetycznej mogłoby niezawodnie pozyskiwać energię odnawialną, nie wymagając przy tym budowy nowych elektrowni gazowych lub budując je w niewielkim stopniu.
- Koncepcja „gazu za niezawodność” traci na wiarygodności, ponieważ coraz częściej odnotowuje się przypadki awarii tej infrastruktury w ekstremalnych warunkach klimatycznych.
Zapewnienie sprawiedliwej transformacji
Przejście z gazu nie jest łatwe ze względu na opór infrastruktury i przemysłu na zmiany. Sprawiedliwe przejście wymaga następujących rzeczy:
- Firmy gazowe zostaną pociągnięte do odpowiedzialności za ich działania w związku z zagrożeniem związanym z paliwami kopalnymi
- Wsparcie dla społeczności kolorowych i o niskich dochodach, które poniosły nieproporcjonalnie duże obciążenia związane z zanieczyszczeniem
- Ludzie, których utrzymanie zależy od przemysłu gazowego powinien być chroniony
Choć czystszy niż inne paliwa kopalne, gaz ziemny nadal emituje zanieczyszczenia, które szkodzą różnym sektorom, a nadmierne poleganie na elektrowniach gazowych jest problemem. Zamiast tego inicjatywy takie jak poprawa efektywności energetycznej i inwestowanie w odnawialne źródła energii, a także rozwijanie technologii magazynowania energii pomogą stworzyć bardziej zrównoważoną i sprawiedliwą przyszłość.
Źródło : Poleganie na elektrowniach gazowych zwiększa nierówność
