Газовые электростанции являются основой цепочки поставок электроэнергии, поскольку обеспечивают стабильное энергоснабжение домохозяйств и предприятий. Однако около 20% глобальных выбросов CO2 по-прежнему приходится на газ. Поэтому важно тщательно изучить их роль в нашем энергетическом балансе, поскольку мы решаем насущные проблемы изменения климата.
Проблема в слишком большом количестве газовых электростанций
На американском рынке электроэнергии более чем достаточно газовых электростанций. Выбросы усилили суровые погодные явления, что привело к увеличению нагрузки на сеть. Например, Америке нужно больше электроэнергии, чтобы отказаться от ископаемого топлива, но добавление большего количества газовых электростанций не поможет.
Бесчисленные газовые электростанции
- Газ был ответственен примерно за 40% производства электроэнергии в США в 2022 году.
- Более 2,000 газовых установок с номинальной мощностью около 500 ГВт были введены в эксплуатацию, что составляет 43% мощности электроснабжения коммунального масштаба.
- Эти растения выбрасывают 661 миллион метрических тонн CO2, более 13% выбросов в США, связанных с энергетикой
- Гидроразрыв пласта или фрекинг облегчил добычу природного газа из сланцевых пластов и способствовало росту газовых электростанций.
- Финансовая поддержка отрасли также может быть причиной
- Возобновляемые источники энергии в коммунальном масштабе в настоящее время дешевле, чем природный газ
- Почти 21.08 GW новых газовых мощностей ожидается на Среднем Западе и в Техасе в период с 2023 по 2026 гг.
Неравномерный переход в разных регионах
Волна перехода от бензина отличается в каждом регионе США, независимо от рыночных сил и научного консенсуса в отношении возобновляемой энергии. Зависимость от газа в штатах определяется политикой, преобладающей инфраструктурой, географией, погодными условиями и статистикой населения.
- Расход газа выше в богатых сланцем и густонаселенных штатах как Техас и Аппалачи
- Калифорния по-прежнему является крупным потребителем природного газа, хотя и считается лидером в области чистой энергии из-за своего 40-миллионного населения и все более жаркого лета, которое создает нагрузку на электросеть.
- Во время экстремальных погодных явлений, таких как ураганы, лесные пожары или зимние штормы, электростанции, работающие на газе в Калифорнии, Среднеатлантическом регионе или Техасе, выходят из строя.
- Государствам настоятельно рекомендуется планировать альтернативы для обеспечения устойчивости сетей
Проблемы, вызванные газовыми электростанциями
Ископаемые виды топлива, такие как нефть, уголь и природный газ, обеспечивают питанием огромные объемы нашей электросети, но они не являются устойчивыми. Их ограниченная доступность наряду с негативными последствиями для здоровья и ухудшением состояния окружающей среды делают их непригодными для долгосрочной энергетической безопасности.
По мере истощения запасов, расходы будут расти и дальше, что приведет к усилению напряженности из-за контроля над ресурсами по геополитическим причинам, что ухудшит энергетическую ситуацию. Давайте рассмотрим некоторые последствия
1. Загрязнение воды
Теплая вода, сбрасываемая электростанциями, нарушает жизненный цикл водных организмов. Это приводит к тепловому загрязнению, создавая зимой зоны, свободные ото льда, которые затем захватывают многие виды внутри себя, тем самым усугубляя истощение кислорода в летние месяцы.
2. Вымирающие морские виды
Охлаждающие водозаборы уничтожают популяцию рыб, убивая до 60% молоди. Взрослые рыбы застревают на сетках водозабора, а миллионы икринок, личинок и молоди погибают.
3. Загрязнение воздуха
Основные причины кислотных дождей, смога и глобального потепления. Эти электростанции выбрасывают в атмосферу ртуть (нейротоксин), углекислый газ (парниковый газ), диоксид серы и оксиды азота.
4. Снижение ценности живописных, исторических и культурных ресурсов
Электростанции намного больше своего окружения и уничтожают видовые площадки, которые мы лелеем, делая дома вокруг них, а также исторические места бесполезными с точки зрения стоимости недвижимости. Даже выхлопные газы градирен могут визуально тревожить, хотя они не что иное, как водяной пар.
5. Конфликт с другими странами
Внешние эффекты цены на топливо не включают в себя расходы на окружающую среду, здоровье и инфраструктуру, что заставляет новые станции вырабатывать электроэнергию искусственно дешевым способом. Это только вызывает конфликты с богатыми нефтью зарубежными странами. Только посредством сохранения, эффективности и возобновляемой энергии мы можем это переломить.
6. Угроза сообществам
Законы о размещении игнорируют интересы общественности и обычно нацелены на районы проживания меньшинств или бедные районы; они не требуют никаких доказательств необходимости или заявлений о воздействии на окружающую среду, отменяя местное планирование.
7. Воздействие на землю
Газовые линии простираются на большие площади, нарушая права коренных народов, а также нанося ущерб или разрушая культурные места и нанося вред сельскому хозяйству, дикой природе и отдыху. Строительство трубопроводов снижает качество почвы, что влияет на производство сельскохозяйственных культур и средства к существованию.
8. Влияние на климат
На долю энергетического сектора приходится 25% выбросов парниковых газов в США, при этом около 45% приходится на электроэнергетическую отрасль, а именно на газовые электростанции. При утечках из трубопроводов и скважин происходит выброс метана.
Эти газы являются причиной изменения климата, вызывая экстремальные погодные явления, которые серьезно сказываются на прифронтовых сообществах.
9. Высокие счета за электроэнергию
Чрезмерная зависимость от газа приводит к колебаниям цен на электроэнергию, а энергосистемы, сильно зависящие от газа, переоценены с точки зрения надежности сети, что приводит к переплатам со стороны потребителей. Например, оптовые цены выросли на 7,400% из-за выхода из строя газовых электростанций во время зимнего шторма Ури в 2021 году.
Эти колебания непропорционально сильно ударяют по домохозяйствам с низкими доходами и представителям меньшинств, которые тратят на энергию в три-пять раз больше, чем тратят другие члены семьи.
Расовые и экономические различия в газовой инфраструктуре
В цветных и бедных кварталах находится множество электростанций, трубопроводов и компрессорных станций. Эта экологическая несправедливость является результатом расизма в прошлом и настоящем. Некоторые примеры неравенства в общинах наблюдаются в следующих ситуациях:
- В Новой Англии доля небелого населения, проживающего вблизи угольных электростанций, намного выше (до 23.5%), чем у белых людей в этих областях
- В Калифорнии почти 50% газовых электростанций расположены в 25% самых неблагополучных общин штата
- Dominion Energy нацелилась на местоположение для его предложения, где 44% — цветные жители, 25% — бедные люди.
- Решение о продлении срока службы электростанции Ормонд-Бич в Калифорнии в Окснарде, где большинство населения составляют латиноамериканцы и люди с низким доходом.
Устраняя препятствия для расширения использования возобновляемых источников энергии, планировщики сетей должны в первую очередь вывести из эксплуатации газовые электростанции и связанную с ними инфраструктуру в бедных общинах. Объединение этих двух стратегий приведет к повышению надежности сети и равномерному распределению электроэнергии.
Газовые электростанции Воздействие на уязвимые группы населения
Помимо цветных сообществ и малообеспеченных, другие слои общества также страдают от неблагоприятных последствий газовой генерации электроэнергии. Вот некоторые примеры других уязвимых групп населения
- У пожилых людей иммунная система с возрастом ослабевает, они становятся склонен к обезвоживанию и могут иметь ограниченные возможности передвижения в случае аномальной жары.
- Респираторные заболевания, усугубляемые загрязнителями воздуха в результате добычи газа, приводят к увеличение случаев детской астмы.
- Сообществам, в которых не говорят по-английски свободно, нужна помощь в отстаивании более строгих стандартов загрязнения или закрытия предприятий.
- Экстремальные погодные явления и деградация земель из-за газовой инфраструктуры подвергать риску жизни фермеров.
- Близость скважин для гидроразрыва пласта к источникам питьевой воды связана с более высокими показателями преждевременных родов и большим количеством детей с низкой массой тела при рождении.
Все эти дополнительные давления на слабые слои, добавленные к воздействию на бедные общества и цветные общества, привели к экстремальным различиям между различными группами внутри Америки. Однако, несмотря на это знание несправедливости, которая из этого вытекает, природный газ остается значительной частью энергосистемы страны.
Преобразование электроэнергии в газ: дорогое решение
В будущем, power-to-gas (PtG) может стать единственным вариантом для некоторых секторов, в зависимости от технологий и политики. Это действительно многообещающий метод декарбонизации энергетической системы, но он имеет серьезные недостатки.
- Только приблизительно 67-81% энергии остается после электролиза, тогда как после метанирования остается только 54-65% осталось
- Производство трудоемко и дорого по сравнению с прямым использованием электроэнергии.
- В настоящее время PtG не имеет экономического смысла без государственной поддержки и регулирования.
Несмотря на эти проблемы, PtG может оказаться необходимым для следующих целей:
- Хранение большого количества энергии в течение нескольких месяцев для выравнивания сдвигов в производстве зеленой электроэнергии.
- Декарбонизировать промышленные процессы, которые нужны высокие температуры.
- Здания, которые не подходят для электрических тепловых насосов, вместо этого могут использовать PtG заменит природный газ.
Однако масштабирование затруднено по следующим причинам:
- Есть только около 30 таких исследовательских и пилотных проектов в настоящее время в Германии ведутся работы, которые далеки от того, чтобы быть прибыльными предприятиями
- Насколько это возможно, объекты должны работать с полной загрузкой, поскольку они имеют чрезвычайно высокие постоянные затраты.
- Дефицит избыточной возобновляемой электроэнергии в Германии влияет на ее рентабельность
Чтобы сделать PtG конкурентоспособной, Германии может потребоваться следующее:
- Государственная поддержка через квоты на синтетический газ или более высокая цена на CO2
- Импорт синтетического газа из стран, богатых солнцем, где производство может быть дешевле
Недавнее исследование Немецкого энергетического агентства (DENA) прогнозирует, что к 2050 году Германия может импортировать до 750 тераватт-часов биосинтетического газа и топлива. Однако с ростом процентных ставок и рисками, связанными с зарубежными операциями, вполне возможно, что производство синтетического газа внутри страны из морских ветровых электростанций в Северном море может дать ей конкурентное преимущество.
Перекрестная ссылка: Power-to-gas
Отказ от природного газа
Союз обеспокоенных ученых (UCS) представил доказательства того, что для обеспечения надежной энергосистемы нет необходимости в новых газовых электростанциях, однако прогресс в использовании природного газа идет медленно. Результатом этой задержки является усугубление проблем загрязнения окружающей среды и надежности энергосистемы.
В обновленные стандарты EPA по загрязнению окружающей среды для электростанций входят следующие пункты:
- Ограничения на выбросы углерода и смогообразующие загрязнения
- Строгие стандарты могут продемонстрировать экономическую выгоду от вариантов чистой энергии
Переход от природного газа имеет больше смысла, поскольку
- О нас 80-90% энергосистемы США могли бы надежно получать возобновляемую энергию, не требуя для обеспечения надежности практически никаких новых газовых электростанций.
- Концепция «газ в обмен на надежность» дискредитируется, поскольку все больше случаев выхода из строя этих инфраструктур наблюдается в экстремальных климатических условиях.
Обеспечение справедливого перехода
Переход с газа нелегок из-за сопротивления инфраструктуры и промышленности изменениям. Справедливый переход требует следующего:
- Газовые компании будут привлечены к ответственности за их действия в отношении угрозы ископаемого топлива
- Поддержка цветных сообществ и низким доходом, которые несут непропорционально большое бремя загрязнения
- Люди, чьи средства к существованию зависят от газовой промышленности должны быть защищены
Хотя природный газ чище других видов ископаемого топлива, он все еще выделяет загрязняющие вещества, наносящие ущерб различным секторам, чрезмерная зависимость от газовых электростанций является проблемой. Вместо этого такие инициативы, как повышение энергоэффективности и инвестирование в возобновляемые источники энергии, а также разработка технологий хранения энергии помогут создать более устойчивое и справедливое будущее.
Источник : Зависимость от газовых электростанций усугубляет неравенство.
