Роль е-метану в загальному енергетичному балансі: головне з вебінару Європейської біогазової асоціації

9 вересня 2024 р відбувся вебінар Європейської біогазової асоціації “Картографування установок і технологій з виробництва е-метану: роль е-метану в загальному енергетичному балансі”. Розповідаємо більше про подію та публікуємо ключові тези експертів.

Е-метан: золота молекула?

Відповідно до Робочої програми МЕА (Міжнародного енергетичного агентства) з низьковуглецевих газів, які мають потенціал до швидкого зростання, орієнтовне постачання таких газів у 2023 році склало 10 млрд куб. м-екв (за типом: біометан + низьковуглецевий водень). У той же час прогнозоване постачання низьковуглецевих газів у 2027 році становитиме 25 млрд куб. м-екв (за типом: біометан + низьковуглецевий водень + е-метан).

Очікується, що в середньостроковій перспективі кількість низьковуглецевих газів зросте у понад двічі. Тим не менш, потрібні подальші зусилля для досягнення амбітних цілей, поставлених урядами.

Щодо е-метану, то він виробляється за двоетапного процесу. Електроенергія джерел з низьким рівнем викидів за допомогою електролізу спочатку перетворюється на водень, який потім реагує з джерелом вуглецю для отримання е-метану. Детальніше із процесом ви можете ознайомитися на схемі нижче.

Зараз виробництво е-метану характеризується відносно високими витратами. Зокрема, поточні витрати на виробництво е-метану перебуває в діапазоні 50-200 доларів США/млн Btu, що в чотири-п’ятнадцять разів перевищує актуальні спотові ціни на скраплений природний газ (СПГ) в Азії. Незважаючи на це, у подальшому е-метан може зіграти вирішальну роль в:

• об’єднанні майбутніх мереж водню та метану,
• полегшенні торгівлі,
• забезпеченні рішення для великомасштабного сезонного зберігання в пористих пластах.

Створення попиту на е-метан матиме вирішальне значення. Наприклад, Японія встановила ціль, щоб до 2030 року е-метан становив 1% від обсягу поставок газу в наявних мережах, а до 2050 року цей показник планово збільшиться до 90%.

Міжнародне партнерство стимулює розвиток проєктів виробництва е-метану, які потенційно можуть забезпечити понад 1 млрд кубометрів до 2030 року. Проте їх розвиток залежить від успішного прийняття партнерами проєкту остаточних інвестиційних рішень у найближчі роки.

Отож:

• Кількість низьковуглецевих газів може зрости у понад двічі в середньостроковій перспективі.
• Е-метан може відігравати важливу роль у декарбонізації наявних газових мереж без необхідності модернізації.
• Як інвестиційні, так і операційні витрати є відносно високими.
• Е-метан може відігравати вирішальну роль у системній інтеграції низьковуглецевих газів.
• Створення попиту матиме вирішальне значення для підтримки остаточних інвестиційних рішень в е-метан.

Картографування установок і технологій з виробництва е-метану

Виробництво е-метану належить до групи технологій, які дозволяють перетворювати електроенергію в молекулу метану, використовуючи CO₂ і H₂ як сировину.

Існує два види технології виробництва е-метану:

1. біологічне метанування,
2. хімічне/каталітичне метанування.

Біологічне метанування, зокрема, буває: in-situ та ex-situ. Радимо ознайомитися з інфографікою нижче.

Технологія метанування має такі переваги:

• Дає можливість проводити інтеграцію енергетичної системи, тобто зміцнювати зв’язок між електричною та газовою мережами;
• Сприяє сезонному накопиченню енергії, коли надлишок відновлюваної електроенергії зберігається в газовій мережі у вигляді е-метану;
• Надає додаткові ролі водню та біометану.

Існує класифікація установок на основі джерела електроенергії та CO₂:

• Повністю відновлювані установки: біогенний CO₂ + зелений водень/електрика;
• Частково відновлювані установки: промисловий CO₂ + зелений водень/електрика;
• Частково відновлювані установки: біогенний CO₂ + невідновлюваний водень/електрика.

Повністю відновлювані установки становлять 98% загальної виробничої потужності.

Як видно з графіку, виробництво е-метану в Європі швидко зростає. Наразі працює 35 заводів, 33 з яких є повністю відновлюваними. Німеччина лідирує, маючи 14 об’єктів. Крім того, в Європі планується або вже будується 20 нових заводів з виробництва е-метану, що свідчить про подальше зростання сектору.

Якщо розглянути виробничі потужності, то вони демонструють стрімке зростання. Найбільші виробничі потужності у 2023 році мають такі країни:

• Фінляндія (282 ГВт∙год/рік)
• Німеччина (68 ГВт∙год/рік)
• Данія (64 ГВт∙год/рік)

Фінляндія має великі біогенні резерви, пов’язані з централізованим теплопостачанням, целюлозно-паперовою промисловістю, виробництвом відходів для виробництва енергії та AD (анаеробне зброджування).

Економічне підґрунтя для розвитку технологій з виробництва е-метану полягає у:

• Значному потенціалі для наявних біометанових установок: вихід метану можна збільшити на 40-60%;
• Перспективам для енергосистеми майбутнього, де домінують змінні відновлювані джерела енергії (VRE);
• Рентабельності, яка значною мірою залежатиме від вартості водню чи електроенергії та стабільності електромережі;
• Різних операційних стратегіях:
  • Працювати лише по декілька годин, коли електроенергія дешева (високі капітальні витрати);
  • Працювати протягом довших періодів за дещо вищими цінами (менші капітальні витрати).

З повною презентацією вебінару ви можете ознайомитися за посиланням.

---

Цей огляд на семінар для SAF Україна підготувала Тетяна Супрун, експертка Біоенергетичної асоціації України.