Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”

Rozpatrzmy każdą z tych technologii osobno, ponieważ rzeczywiście są od siebie niezależne i niekoniecznie musi się je przyjmować jako pakiet. Gaz ziemny jest paliwem kopalnym i spalanie gazu, by uzyskać energię, istotnie uwalnia CO₂ do atmosfery. Podaż gazu ziemnego zależy także coraz bardziej od technologii szczelinowania, która polega na wstrzykiwaniu  powietrza i płynów w depozyty paliw kopalnych w celu uwolnienia i zdobycia dostępu do gazu. Ta technologia znacząco obniżyła cenę gazu i wynikiem był nagły wzrost jego używania w niektórych krajach. Gaz zastąpił głównie węgiel i właśnie dlatego są ludzie, którzy uważają, że ta technologia powinna być uznana za zieloną – w porównaniu do węglowej alternatywy.

Spalanie gazu uwalnia mniej CO₂ do atmosfery niż spalanie węgla:

Kilogramy CO₂ uwalniane przy milionie brytyjskich jednostek ciepła (Btu)
energii dla różnych paliw

Źródło: eia.gov

Węgiel uwalnia niemal dwukrotnie więcej CO₂ niż spalanie gazu ziemnego. Nawet bez węglowych opłat emisyjnych energia z gazu ziemnego jest niemal o połowę tańsza od energii z węgla. Bezpośrednie porównanie staje się jednak bardziej skomplikowane z dwóch powodów. Musimy także uwzględnić środowiskowe koszty wydobycia, a te w dużym stopniu zależą od używanej metody i lokalnych przepisów, które ograniczają te metody. Na przykład, co dzieje się z wodą używaną przy szczelinowaniu? Jakie metody są używane przy wydobywaniu węgla? Drugim powodem jest to, że gaz ziemny, (którego największym składnikiem jest metan) sam jest gazem cieplarnianym, który na przestrzeni 100 lat powoduje 34 razy większy efekt cieplarniany niż CO₂. Trzeba podać zakres czasowy, ponieważ metan nie trwa tak długo w atmosferze jak CO₂, a więc na długą metę CO₂ jest gorszy. Część metanu uwalnia się do atmosfery podczas wydobycia, transport (nieszczelne rury) i składowania gazu.

Choć bezpośrednie porównywanie węgla do gazu ziemnego jest skomplikowane ogólnie rzecz biorąc, gaz ziemny ma potencjał na to, by być znacznie przyjaźniejszy środowisku niż węgiel (z odpowiednimi przepisami, by zminimalizować wyciek metanu i zapobiec, by szkodliwa, zużyta woda dostawała się do wrażliwego ekosystemu). Dlatego też proponowane przez UE oznakowanie uznawałoby tylko niektóre firmy gazowe za “zielone” – jeśli spełniają standardy środowiskowej odpowiedzialności. Argument o oznakowaniu (co wpływa też na finansowanie) sprowadza się więc do pytania: do jakiego stopnia powinniśmy być purystami w sprawie globalnego ocieplenia i ochrony środowiska versus akceptowania tymczasowych półśrodków?

Przy pilności sprawy globalnego ocieplenia i fakcie, że zasadniczo zmarnowaliśmy 50 lat nie robiąc niczego, argumentowałbym na rzecz odsunięcia na bok ideologii i puryzmu (które dają dobre samopoczucie) i pójścia najkrótszą drogą do zredukowania węglowego odcisku stopy naszej energetycznej infrastruktury. W USA procent energii pochodzącej z węgla osiągnął szczyt około roku 2006 z około 20%, a teraz wynosi około 10%. To zmniejszenie zostało niemal całkowicie osiągnięte dzięki zastąpieniu przez gaz ziemny, który obecnie daje 34% energii. Na świecie produkcja węgla osiągnęła szczyt w 2008 roku, kiedy odpowiadała za około 30% globalnej produkcji energii.  

Od 2005 roku totalna emisja dwutlenku węgla w USA malała. Ten spadek ma liczne przyczyny, ale główną przyczyną jest przejście z węgla na gaz ziemny. Jest to także spowodowane użyciem energii odnawialnej, szczególnie wiatrowej i pewnemu zmniejszeniu  wyziewów przemysłowych. Ten spadek jest znaczący i może powstrzymać znaczną ilość CO₂ przed dostaniem się do atmosfery przez najbliższych 30 lat, podczas których zakończymy przechodzenie do zera netto. Gaz ziemny jest także opłacalny i pozwala na dyspozycyjność – elektrownię gazową można szybko wyłączyć i włączyć, by dopasować się do popytu (co pozwala na lepsze wykorzystanie energii wiatrowej i słonecznej). Ponadto daje nam to czas na stworzenie opcji składowania energii. Uważam, że rozsądnym stanowiskiem jest więc tak szybkie wycofanie węgla, jak to możliwe, a jeśli ten proces można przyspieszyć przez tymczasowe używanie gazu (z rozsądnymi przepisami środowiskowymi) to należy to zrobić.

A co z energią jądrową? Już obszernie o tym pisałem i nie będę wszystkiego tutaj powtarzał. Podstawą jest to, że energia jądrowa jest bezpieczna i zielona. Uważam, że niepokoje o odpady jądrowe są przesadzone i sprawa jest całkowicie możliwa do rozwiązania (gdybyśmy mieli polityczną wolę). Są pytania o opłacalność i to jest skomplikowana sprawa, ale wydaje się, że można przedstawić rozsądny argument, że do czasu, kiedy będziemy posiadali wystarczające opcje magazynowania energii elektrycznej (czego obecnie nie mamy) i zdolność produkowania wystarczających ilości energii odnawialnej, energia jądrowa jest obecnie naszą najlepszą opcją. Według IPCC, nie ma realnej drogi do ograniczenia ocieplenia do 1,5 C, która nie obejmuje energii jądrowej. Są też znaczące postępy w rozwoju energii jądrowej z elektrowniami Gen IV, które produkują mniej odpadów, mogą potencjalnie spalać odpady ze starszych reaktorów, są bezpieczniejsze i mogą być projektowane w mniejszych rozmiarach, by obniżyć koszty.  

Niemcy ostro sprzeciwiają się proponowanemu przez UE oznakowaniu. Są one jednak studium przypadku, który pokazuje, dlaczego takie purystyczne podejście jest błędne.

Sprzeciw wobec energii atomowej jest w Niemczech bardzo silny i to z pewnością wpłynęło na decyzję zamykania elektrowni jądrowych przed likwidacją elektrowni węglowych. Była to bardzo krytykowana decyzja i dała w wyniku znaczne zwiększenie emisji CO₂ w porównaniu do tego, co byłoby, gdyby najpierw likwidowali elektrownie węglowe. Doprowadziło to nawet do tego, że Niemcy musiały importować energię elektryczną, z której część jest produkowana na węglu. Niemcy mogą sobie pozwolić na wahania w podaży energii, bo mieszczą się między uprzemysłowionymi krajami i mają opcję eksportowania i importowania energii, by zrównoważyć popyt. Tak nie jest z krajami takimi jak USA.  

Niemniej, sprzeciwiając się propozycji UE, Niemcy wydają się trwać przy swojej strategii, która opóźnia zmniejszenie ilości emisji CO₂ w czasie, kiedy każde takie opóźnienie może być szkodliwe dla naszego celu ograniczenia ocieplenia do 1,5 C (lub tak blisko, jak nam się uda). Wycofanie węgla, a potem innych paliw kopalnych powinno być priorytetem. Stanowisko IPCC jest zasadne – musimy rozważyć możliwe drogi do tego celu, biorąc pod uwagę cały szereg ekonomicznych i technologicznych zmiennych. Nie stać nas na luksus puryzmu po żadnej stronie ideologicznego spektrum.

Are Gas and Nuclear “Green”

NeuroLogica Blog, 3 stycznia 2022

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska