Energetika – razvojna šansa Srbije II DEO (generisanje potencijala i izvori)

Umesto uvoda

Prvi deo našeg razmatranja EES-a završili smo pitanjem ima li Srbija šanse da energetiku pretvori u svoju glavnu razvojnu šansu. Opšte mesto u odgovoru na ovo pitanje moglo bi da bude: politička stabilnost, pridruživanje EU, smanjenje korupcije, depolitizacija pogotovu rukovodećih kadrova i stručnjaka u EES… ali mi ćemo pokušati da stvar osvetlimo i iz drugog aspekta. 

 

  Obzirom da na nivou Srbije pa ni EU ne raspolažem  podacima koji ukazuju na proizvodnu cenu el.energije u ovom pregledu iznećemo neke podatke iz SAD koji bi mogli poslužiti više kao referenca nego podaci za ozbiljnu analizu. Ovaj tekst i nema ambicija da se bavi ozbiljnim analizama već da samo ukaže na “kritična mesta” u određivanju strateških odrednica.

Izvori za generisanje potencijala

 

   Pod generisanjem potencijala zapravo podrazumevamo postrojenja koja “proizvode” uslove za potrošnju el.energije. (u primeru sa stambenom zgradom iz  prvog dela to su pumpe). Najosnovniju podelu vršimo na osnovu energetskog imputa i to na postrojenja sa obnovljivim izvorima i postrojenja sa neobnovljivim izvorima. U najčešće korišćene neobnovljive izvore spadaju : ugalj, nafta(odnosno njeni derivati), gas i uranijum. U najčešće obnovljive pak spadaju hidropotencijal, energija vetra, solarna energija, energija plime i oseke, energija talasa i geotermalna energija. U najčešće delimično obnovljive izvore ili uslovno rečeno posebnu grupu spadaju biogas, biomasa, i komunalni otpad. Svakako trenutno najveće procenjene svetske rezerve neobnovljivih goriva predstavlja ugalj, a najznačajniji i najjači obnovljivi izvor je solarna energija. (Koristeći današnje serijske PV solarne ćelije (do 20% stepen iskorišćenja), jedno postrojenje (kvadrat 200×200 km) postavljen u Saharu dovoljan je da podmiri apsolutno sve potrebe za energijom čitave Evrope.). Komunalni otpad je apsolutni “šampion” treće grupe jer njegovo korišćenje donosi višestruke koristi, dok je korišćenje bio gasa, odnosno biomase, uslovno moralno pitanje i pre svega primenjivo u malim postrojenjima za “sopstvenu potrošnju”.

   Gde je Srbija u ovoj priči? Mi raspolažemo značajnim količinama uglja, kao glavnim neobnovljivim gorivom. Što se obnovljivih izvora tiče raspolažemo sa nešto neiskorišćenih hidropotencijala, dok je iskoristivost vetra nedovoljno istražena. Pored toga solarni potencijal je olako zanemaren jer ni tu nisu odrađena ozbiljnija istraživanja. Međutim interesantno je da se nikakva pažnja (barem u zvaničnim studijama za razvoj energetike) ne poklanja geotermalnim izvorima kojima je Srbija razmerno vrlo bogata. Razlog tome možda leži i u činjenici da ni geotermalni izvori nisu dovoljno ispitani, ali i u činjenici da se dovoljno ne prate “game changer” tehnologije, koje nekad neiskoristive izvore sada mogu koristiti prilično dobro.(primer je Kalina proces kao posebno unapređen Rankin ciklus koji koristi razmerno niže temperature izvora (90 c) ili čak i nešto malo niže uz uslov da delta T u odnosu na sekundarni ciklus ne bude manje od  70 c).

    Nastojaćemo da maksimalno izbegnemo tehničke detalje te da se pre svega okrenemo ekonomskim faktorima koji utiču na cenu generisanja potencijala. Pogledajmo tri glavne komponente cene.

– Investiciona cena, čije su glavne komponente osim tehnologije, i sve dozvole kao i odgovarajući resursi u smislu specifičnosti terena i pozicije u geografskom smislu

– operativni troškovi

Koji podrazumevaju cenu imputa, takse na zagađenja, te radnu snagu 

– troškovi održavanja i amortizacije

Pre svega troškovi redovnog remonta te predviđeni vek trajanja postrojenja.

Gde Svet ulaže pare

Investiciona cena najčešće se iskazuje u $/kw instalisane snage i uključuje pre svega troškove izgradnje postrojenja bez cene dozvola koje su drastično različite od zemlje do zemlje.

    Poslednja tabela daje referentne vrednosti troškova proizvodnje el.energije i iako su podaci stariji zbog velikog ugleda institucije koja ga je izdala smatraju se dobrim osnovom za poređenje. Naravno naše cene proizvedene energije ne moraju biti ni približne jer pre svega cena imputa (uglja) nije relevantna za prikazanu. Treba napomenuti da su pomenute cene koštanja proizvodnih postrojenja prilično relevantne za bilo koji deo sveta i obuhvataju cene postrojenja bez građevinskih i drugih dozvola. U iskazanu proizvodnu cenu energije nisu uračunate takse za GHG (green house gasses) pa iako termo elektrane na ugalj sa Seq.(odvajanje CO2 iz  izdimnih gasova) deluju kao “skuplje” zapravo su profitabilnije u većem delu sveta.

    Navešćemo i neke od najznačajnijih a svežih podataka (kraj 2009) preuzetih  iz jednog specijalizovanog internet izveštaja (ethical investing The Green Guide 2010/2011).

1. Onshore Wind je najzrelija tehnologija iz tzv obnovljivih izvora. Trenutna instalirano više od 100GW kapaciteta pretežno u Nemačkoj, Španiji i Danskoj. Proizvodna cena energije je 9-13 c/KWh što je svega 32% više nego NGCC (natural gas) čak I bez  uključene CO2 takse.

2. Offshore Wind  sa cenom od 16-21 c/KWh je skuplja ali pak pruža ogroman potencijal u prostornom širenju, dozvole za postavljanje se mnogo lakše izdaju, a zagađenje (zvučno, kao i “mehaničko”) mnogo manje deluju na živi svet. Takođe najbitnija je karakteristika da su vetrovi na moru mnogo jači i predvidiviji a i očekuje se sniženje operativnih troškova sa povećanjem kapaciteta (do mere nezamislive na kopnu) te usavršavanjem proizvodnih tehnika.

3. Solar Photovoltaic Power  je napravila dramatičan prodor u proteklih četiri godine . Samo u 2007 i 2008 uloženo je oko 50 mlrd US$  u razvoj  i proizvodnju. Zahvaljujući tehnologiji tankog filma te otvaranju značajnih novih kapaciteta za proizvodnju solar-grade silikona  što je oborilo proizvodnu cenu sa $4/w -2008 na $2,6/w na kraju 2009. Takođe stepen iskorišćenja kod pojedinih laboratorijskih je porastao na gotovo 30%. Najuzbudljivija tehnološka napredovanja su na ovom području. Tako je u 2009 prvi put napravljen masovna single junkction PV sa više od 10%  stepenom iskorišćenja, a u kristalin tehnologiji PV FirstSolar kompanija je napravila prvu ćeliju po ceni od $1/W. Ozbiljnija komercijalna postrojenja ovog tipa još ne postoje (previsoka cena) ali se očekuju u  budućnosti a procenjuje se da će proizvodna cena el.energije iz njih biti daleko najkonkurentnija. Ukoliko se predviđanja ostvare (tehničko usavršavanje i proizvodna cena) biće to svakako najperspektivniji i najisplativiji način za dobijanje energije u budućnosti, naravno na područjima koja imaju prirodne preduslove za to i gde postavljanje istih ne bi zauzimalo korisno zemljište. U tom smislu možemo smatrati pustinje kao idealna mesta za njihovo postavljanje a Afriku i Australiju kao najveće proizvođače jeftine i čiste energije u budućnosti.

4. Solar Thermal Electricity Generation (STEG)  koristi ogledala za koncentrisanje svetlosti radi dobijanja pare za pokretanje turbine. Postoji tek nekoliko projekata koji su izvedeni I rade a sa cenom od  24-30 c/KWh ova tehnologija ima šanse za veliki napredak. Ipak uzimajući u obzir razvoj PV ćelija, te ako se prognoze obistine ovu tehnologiju možemo smatrati nekonkurentnom u budućnosti.

5.Municipal solid waste – to –energy (MSW) posebno ubrzan razvoj ima u Evropi, kako zbog nedostatka prostora za deponovanje otpada tako i zbog sve skupljeg uređenja deponija kao i velikih problema zagađenja i oslobađanja velikih količina metana kao najgoreg gasa staklene bašte.  Ne reciklirani otpad se raznim tehnologijama može pretvariti u el. ili hemijsku (ulja i diesel based goriva) energiju po ceni od 3-10  c/KWh.

6. Sugar based ethanol je gorivo dobijeno iz biomase koje je po današnjem standardu konkurentno nafti već na  $40/barel ceni. Najveći proizvođač je Brazil a dobijanjem etanola iz šećerne trske koja uspeva dobro i daleko od Amazona (u južnim delovima zemlje) gde ne postoji manjak obradivih površina, i šta ne ugrožava proizvodnju hrane.

7. Geotermalna energija je posebno interesantna jer može biti korišćena kao predvidivi izvor obnovljive energije za proizvodnju “stabilne” (bez spoljnih uticaja i prekida)  el.energije. Do sada je bila korištena samo u pojedinim regijama sveta ali nove tehnologije kao i novi pristupi (toplotne pumpe) čine je sve češće korišćenom u kućnim i manjim industrijskim instalacijama za grejanje/hlađenje. Što se stabilnih velikih postrojenja za dobijanje el.energije tiče takođe se proširio areal mogućeg korišćenja primenom novih tehnologija (organic Rankin Ciklus (ORC) i unapređenog ORC –a Kalina process). Treba napomenuti da je cena koštanja ovakvih postrojenja manja od cene koštanja termoelektrane kao i da su skalabilna (od nekoliko desetina KW do više MW), te potpuno ekološki čista (čistija od hidro). Proizvodna cena u ovakvim postrojenjima može biti 1-2 c/KWh ili manje od toga, što umnogome zavisi od izvora. Mana geotermalnih izvora je njihovo teško otkrivanje i veliki rizik pri uređivanju izvorišta, jer takozvane “suve” bušotine nisu retke. Nekada se smatralo da trećina bunara u GT polju treba da bude dobra da bi izvorište bilo dobro ali je nakon godina iskustva došlo do zaključka da dve trećine ili čak 70% dobrih bunara garantuje dobro izvorište. Prepreke se prevazilaze poboljšanjem opreme za ispitivanje GT polja i u budućnosti se očekuju manje cene istraživanja i razvijanja GT polja. Takođe manja “mobilna” postrojenja za korišćenje GT izvora mogu smanjiti rizik.

8. Hidropotencijalna energija je najstariji obnovljivi izvor energije i verovatno najstariji system korišćenja energije uopšte a i najstariji način generisanja  el.energije. Postrojenja su nešto skuplja za izgradnju i imaju prilično veliki uticaj na okolinu. Osim toga faktički nema drugih nedostataka a i cena generisanja energije je trenutno “nepobediva” (češto manje od 1c/KWh) sa dobrom šansom da tako i ostane. (iako za PV predviđaju moguću nizu cenu iste su zavisne od spoljnih uticaja i ne daju mreznu stabilnost pa će teško postizati dobru trzišnu cenu). Dalji razvoj ovih postrojenja ide uglavnom na usavršavanje tzv vortex turbine kao i uopšte na razvoj protočnih (bez brane) hidroelektrana raznih tehničkih izvedbi.

    Naravno ovde su pomenute samo neke tehnologije koje dobro odslikavaju ukupan razvoj I pogled na energetski miks budućnosti. Tu su i nuklearne elektrane, plima oseka, energija osmoze, energija talasa, i mnoge druge, ali one su potpuno neinteresantne sa stanovišta Srbije jer iste ne moze koristiti a njihov impact na ukupan energetski miks te procenjene razvojne šanse u smislu cene, trenutno nisu od relevantnog uticaja.

   Za kraj ovog dela valja oprezno spomenuti da najveći srpski potencijal zapravo lezi u tzv. “game changer” tehnologiji podzemne gasifikacije uglja (ista datira još iz 19 veka ali se tek u poslednje vreme ponovo razmatra zbog skoka cena ostalih energenata). Za sada nedovoljno razvijena ali vredna pomena.

Dakle, najnovije termoelektrane ne sagorevaju više drobljeni ugalj, kako je to do sada bio slučaj već ugalj gasifikuju, a zatim sagorevaju tako dobijeni singas, čime se zapravo stepen iskorišćenja energenta značajno popravlja. Najnovija modifikacija ove tehnologije gasifikaciju uglja vrši na mestu njegovog postojanja (dakle u samom podzemnom lezištu), čime em postizete bolju iskoristivost energenta, em ne morate da kopate ugalj što je ogromna ušteda, em ne devastirate zemljište što je još veća ušteda jer se u Srbiji ugljenokopovi uglavnom nalaze na najplodnijem poljoprivrednom zemljištu. Takođe ogroman dobitak je i činjenoica da se na ovaj način mogu eksploatisati polja “proslojenog uglja jalovinom”  koja se i inače ne mogu koristiti (ne isplati se iskop i ne postoji način za jeftino i lako odvajanje jalovine od uglja u ovakvim “proslojenim lezištima” )  kao i činjenica da se ovakvi “rudnici” mogu nalaziti i na velikim dubinama te na nepristupačnom mestu. Kao vrhunac treba napomenuti da ovakva postrojenja već postoje (podzemna gasifikacija – proizvodnja struje , on sight)  a da je najinteresantnije ispratiti razvoj navedenih tehnologija (potpritisna podzemna gasifikacija) a posebno prvo pilot postrojenje u Australiji koje će vrlo interesantno na licu mesta iz singasa (podzemna gasifikacija) sintetisati dizel gorivo kao i ostale vrste goriva. Po njihovoj kalkulaciji gorivo dobijeno “on sight” ima cenu ekvivalent 17US$ za barel nafte (plus cena uglja). Uzgred vredi napomenuti da jedno ovakvo postrojenje (za dobjanje tečnog goriva) je značajno jeftinije (više puta pa mozda I više desetina puta jeftinije) od izgradnje klasične termoelektrane i otvaranja novog ugljenokopa (sa svim pripadajućim radnicima i mašinerijom). Kakva bi ovo šansa bila za Srbiju procenite sami. Ipak ostaje da se vidi konačni rezultat kao i potpuna komercijalizacija ove tehnologije a koja se očekuje u narednih par godina. U budućnosti će svakako biti mnogo više reči o ovome a za sada dovoljno je samo informativno “kalkulisanje” sa mogućim pravcima razvoja.

 

Umesto zaključka II dela

    Razmotrili smo okvirno kuda se kreće svetska energetika. Srbija od resursa kako smo već pomenuli raspolaze ugljem, hidropotencijalom (ne baš značajnim) te neistrazenim (nedovoljno istrženim) geotermalnim potencijalom, potencijalom energije vetra i solarnim potencijalom. Treba posebno napomenuti da su prikazane proizvodne cene “optimalne” cene a ne tržišne cene, jer i neki drugi parametri i te kako određuju profitabilnost jednog sistema. U trećem delu pokušaćemo da sagledamo šanse i profilišemo moguće prioritete razmatrajući potencijalne komparativne prednosti pojedinih tehnologija ali pre svega iz perspektive Srbije. Takođe pokušaćemo i da “osvetlimo” pitanje adekvatnog prenosa i korišćenja te energije kao i specifičnosti trzišne cene el.energije sa mogućim budućim projekcijama.