Есть ли шанс у био-СПГ замкнуть углеродную петлю?

Объем производства и использования био-СПГ в Европе растет, предлагая устойчивую масштабируемую альтернативу традиционным видам топлива в самых разных областях экономики. Однако объемы инвестиций по-прежнему не соответствуют уровню, необходимому для достижения целей ЕС, а политика не всегда отражает истинные преимущества этого вида топлива.

LNGnews.RU, 28 марта 2024г. – В Европе уже несколько лет идет процесс внедрения в экономику сжиженного метана, получаемого из биологических отходов различного происхождения. Однако, не все так гладко, как хотелось бы. Дело в том, что сжиженный биогаз, при использовании его в качестве топлива, выделяет CO2 точно также как и природный газ, добытый традиционным способом. Другое дело, что при производстве био-СПГ используются углеродные соединения, которые уже циркулировали в окружающей нас природе, то есть в атмосфере планеты нового углекислого газа не добавляется.

Является ли биогаз конкурентом водородной или другой возобновляемой энергетики?

Как считают эксперты Международного газового союза (IGU), несмотря на огромные усилия по внедрению возобновляемых источников энергии, значительная часть будущего энергоснабжения Европы по-прежнему будет обеспечиваться газом в той или иной форме. Для ключевых отраслей экономики, таких как магистральные автоперевозки, морской и воздушный транспорт, а также для ряда промышленных процессов – электрификация остается экономически и технически нецелесообразной.

Производство био-СПГ, также известного как сжиженный биогаз (СБГ), обеспечивает практически полностью замкнутый углеродный цикл без прямых и косвенных проблем, характерных для добычи и использования ископаемых углеводородов, в результате чего достигается как подлинная устойчивость, так и энергетическая безопасность.

Более того, это не какая-то футуристическая технология. СБГ регулярно производится и используется уже сегодня. Важно, что он не требует создания новой транспортной и заправочной инфраструктуры, как другие низкоуглеродные виды топлива, такие как аммиак, метанол или водород. Ему также не требуются значительные усовершенствования технологий конечного использования. Это топливо прямого введения, по химическому составу такое же, как природный газ и традиционный СПГ, с которыми Европа уже знакома и от которых сильно зависит.

Справка
СБГ – это легко транспортируемый конечный продукт сжижения био- или синтетического метана. Биометан производится главным образом в результате анаэробного сбраживания органических материалов, таких как органические отходы, навоз, растительные остатки и осадки сточных вод. В результате образуется биогаз, который улучшается путем удаления CO2 и других примесей для получения биометана.

Помимо метана, получаемого путем анаэробного сбраживания, растет интерес к синтетическому метану, который может быть получен, например, путем газификации лигноцеллюлозной биомассы (древесной массы) и метанирования, или путем электролиза с использованием возобновляемых источников энергии для получения водорода, который затем также подвергается метанированию. По сути, существует уникальный симбиоз между производством био- и синтетического метана.

При переработке биогаза в биометан происходит удаление CO2, который необходим для метанизации. Можно разместить установки для улавливания естественных выбросов метана из органических материалов и отходов, повторно используя биогенный CO2 в качестве сырья для завода по производству синтетического метана.

Повторное использование биогенного CO2 особенно привлекательно для создания замкнутых углеродных циклов, и специалисты по технологии СБГ, такие как хорошо известная читателям портала LNGnews.RU нидерландская компания Nordsol, стремятся продвигать его потенциал в качестве полезного сырья. Био СО2, производимый на заводе в Амстердаме, уже сегодня используется в теплицах, вытесняя ископаемый СО2 и способствуя росту овощей, которые в конечном итоге в виде биоотходов служат сырьем для энергоэффективных установок СБГ компании.

Однако, уместен вопрос, а достаточно ли в современном мире сырья для производства био-СПГ? Очевидно, что несмотря на то, что биоотходов, пригодных для производства синтетического метана, более чем достаточно, их количество не бесконечно. Именно поэтому производители и потребители СБГ утверждают, что биометан должен использоваться в тех точках, где он оказывает наибольшее воздействие на окружающую среду и социальную сферу.

Европейская комиссия поддерживает этот подход. В феврале Комиссия опубликовала предлагаемые целевые показатели выбросов на 2040 год, подтвердив, что основным направлением использования устойчивого биотоплива должны быть труднодоступные области рынков, для которых электрификация в настоящее время нецелесообразна. По сути, это означает транспорт и, как следствие, то, что биотопливо вытесняет в первую очередь нефтепродукты, а не природный газ.

Европейская комиссия установила в своем плане REPowerEU целевой показатель производства биометана на уровне 35 млрд м³ к 2030 году, что стало важным сигналом для сектора. Начали выделяться средства, и все больше ресурсов признаётся жизнеспособными.

В 2022 году в исследовании Gas for Climate “Потенциал производства биометана в ЕС” было подсчитано, что к 2030 году в Европе можно будет устойчиво производить 41 млрд м³ биометана, а к 2050 году этот показатель возрастет до 151 млрд м³. При этом, на анаэробное сбраживание придется 38 млрд м³ в 2030 году и 91 млрд м³ в 2050 году. Потенциал термической газификации оценивается в 3 млрд м³ в 2030 году и увеличивается до 60 млрд м³ в 2050 году.

Справка
Для сравнения: в 2020 году Россия, согласно годовому отчету ПАО «Газпром» экспортировала в страны ЕС 174,9 млрд м³ природного газа. Но после событий 2022 года, экспорт российского трубопроводного газа в Европу упал и составил в 2023 году около 70 60 млрд м³.

Согласно исследованию Европейской биогазовой ассоциации (EBA), еще больший потенциал биометана может быть раскрыт за счет использования других видов сырья, таких как морские водоросли или биомасса, произведенная на маргинальных или загрязненных землях.

Если говорить о том сколько био-СПГ уже производится в ЕС, сто следует отметить, что по данным EBA, на конец 2022 года в Европе насчитывалось 27 действующих заводов СБГ, а в 2023 году их число, по оценкам, выросло до 55.

По прогнозам ЕБА, к концу 2025 года в Европе будет работать более 109 заводов по производству СБГ, и тогда их совокупная мощность достигнет 15,4 ТВтч в год, что эквивалентно примерно 1,6 млрд м³ природного газа, при теплотворной способности 35,17 МДж/м³.

По данным EBA, большинство заводов, построенных с 2017 года, используют сельскохозяйственные остатки, органические твердые бытовые отходы и осадки сточных вод, и почти ни один из них не работает на монокультуре. Также наблюдается тенденция к увеличению размеров предприятий.

Что касается спроса, то в Европе уже существует широкая сеть заправочных станций СПГ, где можно напрямую получать сжиженный газ. В 2022 году в ЕС насчитывалось 1 898 АЗС, где отпускается сжатый биогаз (био-КПГ) и 123 АЗС СБГ. К прошлому году эта сеть увеличилась до более чем 4 000 станций био-КПГ и 650 станций СПГ/СБГ.

В морском секторе – несмотря на то, что судоходная отрасль, как представляется, колеблется в своем энтузиазме по отношению к различным видам низкоуглеродного топлива – в европейских водах уже эксплуатируется достаточное количество судов, чтобы создать жизнеспособный рынок для био-СПГ.

По данным классификационного общества DNV, в настоящее время в мире эксплуатируется 493 судна, работающих на СПГ, и еще 523 судна находятся в стадии заказа. В их число входят одни из самых крупных контейнеровозов на воде, например, флот CMA CGA, который завершил первое испытание бункеровки СПГ в Роттердаме в декабре 2021 года, используя смесь 90% СПГ и 10% СБГ.

В то время как только 0,51 % мирового судоходного флота в настоящее время использует СПГ, портфель заказов на новые суда показывает долю в 9,43 %. Другими словами, почти каждое десятое из строящихся судов будет использовать СПГ. Почти половина мировых бункеровочных судов на СПГ находится в Европе, как и большая часть мирового флота, работающего на СПГ.

Способность опираться на расширение инфраструктуры СПГ является одним из наиболее значимых преимуществ био-СПГ с точки зрения быстрой масштабируемости и экономической жизнеспособности.

В настоящее время для СБГ существует три пути выхода на рынок: перемаркировка обычного СПГ в СБГ с задействованием механизма углеродных сертификатов, известная на западе как ” book and claim’”; балансирование массой; и прямое преобразование биогаза в сжиженный газ на специальных заводах.

Первый путь требует строгой сертификации для обеспечения подлинной устойчивости компенсационных выплат. Второй путь позволяет использовать экономические преимущества крупных предприятий, но также требует сертификации, поскольку предполагает балансировку газа, используемого для производства био-СПГ, на уровне производства биометана, даже если этот биометан не всегда попадает на установку массового балансирования. Подход, основанный на массовом балансировании, столкнулся с серьезными проблемами в других отраслях, например, в производстве хлопка.

Третий путь, напротив, предлагает простую проверку и локальную систему преобразования отходов в энергию, которая является одновременно масштабируемой и доступной, что отражает децентрализованный характер производства биометана.

Говоря о экономической составляющей использования био-СПГ, необходимо отметить преимущества полного жизненного цикла. Как показывает рост заправочной инфраструктуры и производственных мощностей, этот сектор привлекает инвестиции. Однако текущее производство биометана оценивается примерно в 3,4 млрд м³ в ЕС и 4,2 млрд м³ в Европе в целом, что намного меньше целевого показателя ЕС на 2030 год. В отчете Gas for Climate за декабрь 2023 года “Состояние рынка и тенденции развития возобновляемых и низкоуглеродных газов в Европе” говорится, что в настоящее время запланированные инвестиции в сектор биогаза покрывают лишь 20 % будущих потребностей.

В Европе существует как политика, поддерживающие производство биогаза, но она не является единой для всего ЕС, так и политика, препятствующая более широкому внедрению этого вида топлива.

Так, например, немецкое законодательство обязывает поставщиков топлива для транспорта поставлять определенную квоту “зеленых” молекул, и это правило подкрепляется крупными штрафами за несоблюдение. В этом плане СПГ – очень экономичный способ выполнения квоты. Такая политика сыграла решающую роль в создании рыночного спроса на СБГ в Германии, крупнейшей экономике Европы.

СБГ в целом дороже обычного СПГ, но его цена гораздо стабильнее и не всегда выше. В результате ценового шока, вызванного событиями 2022 года, цены на традиционный СПГ взлетели выше цен на сжиженный биогаз, что подчеркивает не только экологические преимущества этого топлива, но и его высокую значимость с точки зрения энергетической безопасности Европы.

Система торговли квотами на выбросы ЕС – еще один инструмент поддержки политики, который отражает весь жизненный цикл топлива. Так, пользователям СБГ в Европе, например, в промышленности, необходимо сдавать меньше квот на выбросы.

Кром того, в Европе чтобы стимулировать использование биоСПГ обсуждается возможность распространения стимулов в виде субсидий для производителей на конечных пользователей. Помимо этого, ряд представителей индустрии, связанной с возобновляемыми источниками энергии, призывают завершить работу над пересмотром директивы ЕС по налогообложению энергоносителей, согласно которой топливо будет облагаться налогом в зависимости от его энергосодержания и экологических характеристик.

По мнению как производителей, так и пользователей СПГ, признание выбросов за весь жизненный цикл топлива должно быть ключевым принципом при разработке политики, однако политика не всегда соответствует этому идеалу. Очевидно, что учет только выбросов из выхлопной трубы при разработке стандартов выбросов CO2 для дорожных транспортных средств не позволяет в полной мере учесть преимущества СБГ. Фактически, такой подход препятствует внедрению СБГ на ключевом целевом рынке, – на транспорте.

Если рассматривать весь жизненный цикл био-СПГ, то его использование может сократить выбросы CO2 при дальних перевозках на 90 %, а иногда и больше. Это признается в некоторых европейских законах, но, к сожалению, не во всех.

Учитывая масштабируемость производства био-СПГ и его воздействие на окружающую среду, европейские игроки рынка возобновляемых источников энергии утверждают, что вся Европа должна в ближайшее время пересмотреть подходы к учету выбросов СО2 таким образом, чтобы использование СБГ стало коммерчески выгодным. И тогда объемы производства СБГ будут расти быстрее, укрепляя энергетическую безопасность Европы.