Neutralitatea carbonului sau decarbonizarea sistemelor energetice

Acest material este pregătit în conformitate cu datele oferite de Aspen Technology, Inc. în cadrul evenimentului „The digital path to carbon neutrality. Economic evaluation of decarbonization objects”, organizat de Globuc.

Energy Analytical Studies oferă o sinteză analitică a conținutului datelor oferite de Aspen Technology, Inc. furnizor de software și servicii pentru industria de producție din Massachusetts (SUA).

 

În prezent domeniul energetic se confruntă cu două sarcini importante: 1) satisfacerea cererii tot mai mare de resurse din partea unei populații în creștere, îmbunătățind în același timp standardele de trai; 2) atingerea obiectivelor de dezvoltare durabilă a domeniului energetic, inclusiv a direcției energiei regenerabile.

Cu privire la cererea de resurse, Energy Information Administration (EIA), agenția independentă din cadrul sistemului statistic federal al SUA, responsabilă de colectarea, analiza și diseminarea informațiilor despre energie, prevede o creștere cu aproape 50% a consumului de energie la nivel mondial până în 2050.[1] De asemenea, până în 2050 este prevăzută o creștere de 75% a consumului global de energie electrică, din care 90% se prevede că vor fi surse de energie regenerabilă.[2] În același timp, la momentul de față 770 de milioane de oameni nu au acces la electricitate.[3] Întru atingerea obiectivelor de dezvoltare durabilă a domeniului energetic la nivel mondial, este propusă o reducerea cu 45% a emisiilor de gaze de seră până în 2030 și atingerii neutralității de carbon (decarbonizării) până în 2050.[4] În prezent, 83% din emisiile de CO₂ provin din combustibili fosili.[5] Emisiile de CO₂ în urma extragerii și prelucrării combustibililor fosili pot fi împărțite în trei categorii și arată în felul următor:

• Extracție, unde 47% din emisiile CO₂ revin emisiilor fugitive/purjare (CH₄); 10% – dezvoltare și forare; 5% – emisiile de flacără (CO₂);
• Transportul și tranzitul resurselor energetice – 5% din emisiile de CO₂;
• Prelucrarea, unde rafinăriile de petrol și centralele electrice emit 20% din CO₂; emisiile de cracare catalitică – 3%; emisiile fugitive (CH₄) – 10%.[6]

Pentru a-și juca rolul în atenuarea emisiilor de CO₂, sectorul energetic la nivel global până în 2050 trebuie să își reducă emisiile cu cel puțin 3,4 gigatone (GtCO₂e). Atingerea acestui obiectiv ar fi în mod clar mai ușoară dacă utilizarea și cererea pentru petrol și gaze naturale ar scădea. Însă, piața economică mondială, dimpotrivă, necesită mai multe resurse energetice. Dar, chiar dacă cererea nu scade, sectorul își poate reduce majoritatea emisiilor, la un cost mediu de mai puțin de 50 dolari pe tonă de dioxid de carbon (tCO₂e), prin utilizarea celor mai rentabile intervenții. Modificările procesului de extragere și prelucrare a combustibililor, vor ajuta companiile energetice să-și reducă emisiile de CO₂. Ca exemplu de intervenții pot fi remarcate: eficiența energetică; electrificarea; captarea carbonului (utilizarea acestuia și depozitarea).

Intervențiile specifice alese de o companie pentru a-și reduce emisiile vor depinde de factori precum geografia sa (locația sa la nivel global), mixul de active (offshore sau onshore; gaz sau petrol) și politicile energetice locale (reglementările politice, prețul carbonului, disponibilitatea surselor regenerabile). Deja, multe companii au adoptat tehnici care utilizează decarbonizarea, pentru a reduce arderea intermitentă, a recupera vaporii sau pentru a reduce scurgerile de metan.

Eficiența energetică rămâne a fi primul pas pentru reducerea emisiilor de carbon. Astfel, putem identifica următoarele obiective și efecte în utilizarea eficienței energetice:

Obiective: reducerea emisiilor de carbon; reducerea costului resurselor energetice; dezvoltarea complexității producției;

Efecte: reducerea cu până la 30% a consumului de energie și a emisiilor; creșterea profitului operațional; simplificarea procesului de prelucrare.

În același timp cifra de 10-30% din reducerea emisiilor de carbon se poate atinge doar prin utilizarea tehnologiilor digitale în cadrul procesului industrial. Digitalizarea modernizează eficiența energetică și îi crește valoarea. Acest lucru se datorează faptului că, pe lângă faptul că oferă câștiguri în eficiența utilizării finale, multe tehnologii digitale oferă și alte servicii, precum evaluarea datelor structurate și nestructurate în timp rapid și util.[7] Ca exemplu de modernizare a eficienței energetice prin utilizarea tehnologiilor digitale poate fi vizualizată Anexa: Modernising energy efficiency through digitalisation.

Actualitatea decarbonizării sistemelor energetice a crescut odată cu intrarea în vigoare a Acordului de la Paris privind clima, în 2016.[8] Abordările moderne ale decarbonizării în industria energetică pot fi împărțite în cinci direcții:

• Captarea și utilizarea CO₂ – include măsuri de construcție a stațiilor de tratare a gazelor acide și utilizarea ulterioară a acestora; lansarea sistemelor de transport a CO₂; injectarea sau utilizarea repetată a emisiilor;
• BIO combustibil – lansarea producției de combustibili pe bază de surse regenerabile; tranziția și eficiența energetică;
• Energia hidrogenului – producția de hidrogen; utilizarea hidrogenului ca alternativă la resursa energetică clasică; utilizarea tehnologiilor moderne în producția de hidrogen; construcția instalațiilor de lichefiere a hidrogenului; tranziția energetică;
• Împădurirea. Poligoanele de carbon – monitorizarea emisiilor; controlul emisiilor pe pământ și în atmosferă; alocarea teritoriilor speciale pentru împădurire/spații verzi;
• Producția de amoniac – producția amoniacului „Verde” (ca principalul combustibil în transportul maritim) și „Albastru” (care nu emite dioxid de carbon atunci când este ars într-o centrală termică); utilizarea tehnologiilor moderne; producția de hidrogen; lansarea sistemelor de transport al amoniacului.

Aceste 5 direcții sunt interconectate și se sprijină reciproc. Scopul final al acestora fiind înlocuirea sistemelor bazate pe combustibili fosili cu energie produsă folosind resurse cu emisii scăzute de carbon, cum ar fi sursele de energie regenerabilă.

Cu toate acestea, nivelul actual al tehnologiilor și situația economică mondială nu permite renunțarea totală la utilizarea surselor tradiționale de energie: cărbune, petrol, gaze naturale. Decarbonizarea completă a sistemelor energetice este imposibilă. Însă, avem posibilitatea de a crește eficiența utilizării energetice pentru a reduce emisiile. În practică, pentru a ajunge la zero emisii nete, este necesară trecerea la surse de energie curată și trecerea de la combustibilii fosili la electrificare. Conform datelor din 2021, ponderea electrificării în consumul final mondial se apropie de 20,4%.[9] În acest context, este necesară o înlocuirea a aproximativ 70% din sursele noastre de combustibili. Astfel, petrolul și gazele naturale vor fi în continuare o parte consistentă a soluțiilor din viitorul energetic al comunității internaționale.

Anexa: Modernising energy efficiency through digitalisation.

 

–