Как Европе, оставшись без российского газа, не вернуться к сжиганию угля и выполнить при этом обязательства по снижению выбросов, рассчитали датские ученые. Их работа опубликована в журнале Joule. Используя модель энергетической системы Европы, они показали, что высокие цены на газ не помешают, а, наоборот, помогут создать безуглеродную экономику.

Уже через несколько дней после начала вооруженного конфликта на Украине исследователи из Орхусского университета в Дании решили выяснить, каковы могут быть последствия полного отказа европейских стран от российского газа для планов Европы по переходу на безуглеродную экономику.

В 2015 году 197 стран приняли Парижское соглашение, целью которого было снижение выбросов парниковых газов для удержания роста глобальной средней температуры в пределах 2°C и одновременного поиска средств для еще большего ограничения этого повышения — до 1,5°C.

Использование природного газа в этот переходный период должно было сыграть ключевую роль, однако события на Украине заставят изменить эту стратегию.

Чтобы оценить последствия возможного полного отказа Европы от российского газа, ученые под руководством профессора Горма Андерсона использовали PyPSA-Eur-Sec — высокодетальную модель европейской энергетической системы, включающую 33 страны, объединенных ENTSO-E — сетью системных операторов передачи электроэнергии.

Модель включает в себя сектор тепловой энергетики, производство электричества, наземный, авиационный и морской транспорт, а также промышленность, в том числе сырьевой сектор. В связи с сокращением в последние месяцы поставок российского газа, ученые взяли за отсчет данные 2019 года, согласно которым доля России в европейском импорте газа составляла 34%.

Tim Tørnes Pedersen, Ebbe Kyhl Gøtske, Adam Dvorak, Gorm Bruun Andresen, Marta Victoria

Ранее Международное энергетическое агентство и Европейская комиссия предложили несколько стратегий, призванных помочь европейским странам пережить будущую зиму в случае полного отключения газа из России. Эти планы предполагают замедление отказа от ядерной энергетики, ускорение производства солнечных и ветряных установок для производства электроэнергии, быстрое внедрение тепловых насосов для замещения газа для отопления, повышение энергетической эффективности зданий и промышленных объектов, временную корректировку термостатирования помещений пользователями, и, наконец, повышение использования угля.

«Целью нашего анализа было выяснить, как полное прекращение поставок газа из России может отразиться на европейском зеленом переходе. Вероятность такого сценария сейчас выглядит как никогда высокой», — пояснил RTVI Андерсон.

Моделирование показало, что немедленная установка в европейских странах дополнительных солнечных и ветряных установок является амбициозной стратегией, которая может смягчить зависимость Европы от импортируемого газа. При этом рост цены газа сам станет главным драйвером перехода на эти источники энергии. Возвращение же к углю полностью исключает достижение Европой целей, заявленных в Парижском соглашении.

«Главные выводы состоят в том, что в среднесрочной и долгосрочной перспективе меры, необходимые для выполнения Парижского соглашения, — куда более масштабная задача, чем поиск способа обойтись без газа. В краткосрочной перспективе, конечно, в центре внимания остается замена природного газа, но для выполнения климатических целей требуется более глубокое преобразование европейской энергетической системы, — пояснил Андерсон. — К счастью, многие из мер, которые могут снизить зависимость от природного газа, соответствуют мерам, необходимым для выполнения климатических задач. В частности, переход от отопления газом на тепловые насосы, использующие возобновляемые источники».

По словам ученого, исходя из построенной модели, в сложившихся условиях европейская энергетическая система должна как можно быстрее переходить на безуглеродную экономику.

«Это требует масштабных инвестиций в возобновляемую энергетику, в первую очередь, ветряную и солнечную, так же как в тепловые насосы, электромобили, технологии power-to-x (использующие избыточную возобновляемую электроэнергию для преобразования ее в другие энергоносители), технологии хранения и другие вспомогательные технологии. В настоящий момент принятые меры значительны, но не соответствуют необходимым масштабам. Что касается снижения доступности газа, то оно подрывает планы Европы по его использованию в качестве переходной технологии. Если эта возможность более недоступна, нам требуется более быстрое размещение ветряных электростанций, солнечных панелей и тепловых насосов», — считает Андерсон.

Предложенные меры, как показало моделирование, являются самыми низкозатратными и эффективными способами достижения целей Парижского соглашения в плане ограничения роста температуры как до 2°C, так и до 1,5°C. Поскольку на отопление идет порядка трети потребления газа в Европе, этот переход скорее говорит в пользу варианта 1,5°C, обнадеживают ученые.

«Однако это требует масштабного развертывания источников возобновляемой энергии в виде ветра и солнца. Нам необходимо устанавливать (новые источники) мощностью порядка 400 гигаватт ежегодно в период с 2025-2035 годов, и это будет серьезный вызов для европейских политиков, — отметил соавтор исследования Эббе Готске. — Снижение поставок газа в Европу поможет ускорить масштабирование возобновляемых источников энергии, поддержит страны в достижении их климатических задач. Если не получится, мы просто рискуем, что другие ископаемые источники энергии заместят газ».

В этом контексте острее встает вопрос о судьбе ядерной энергетики в Европе. «В нашем исследовании мы пришли к выводу, что создавать новые АЭС в Европе не является экономически привлекательным, и ряд стран явно решили завершать свои ядерные программы. В большинстве случаев существующие станции будут работать до конца срока эксплуатации, однако в некоторых странах, например, Германии, закрываются раньше. Другие страны, например, Франция, выразили желание продолжать использование и обновлять свои АЭС. Так что мы сможем увидеть новые станции в некоторых местах, но вряд ли во многих странах», — считает Андерсен.

К мерам адаптации к климатическим изменениям надо относиться очень осторожно, считает член Межправительственной группы экспертов по изменению климата ООН (IPCC), руководитель лаборатории Института океанологии РАН Сергей Гулев, который прокомментировал для RTVI исследование европейских ученых.

«Климатологи научились достаточно хорошо понимать, почему меняется климат на масштабах последнего столетия и как это моделировать. Но при хорошей обоснованности и неплохой точности климатических моделей, прогностические оценки строятся для сценариев выбросов (то есть сценариев развития мировой экономики), которые разрабатывают экономисты. Эти сценарии крайне приблизительны, то есть они показывают некоторые общие тенденции и, как правило, не учитывают многие факторы, — считает климатолог. — То же самое можно сказать и об оценках потенциала различных технологий, направленных на уменьшение выбросов, в том числе частичного или полного замещения тех или иных способов получения энергии другими, так называемыми низкоуглеродными». По мнению Гулева, даже для таких областей, как солнечная и ветровая энергетика, оценки затрат (в том числе и углеродного следа при серьезном масштабировании таких технологий на начальном этапе) крайне не точны.

«Поэтому вопрос о том, как вести себя в случае отказа от того или иного источника энергии, будь то российский газ или что-то еще, — это вопрос очень серьезного экономического прогнозирования. В этом смысле еще при подписании Парижского соглашения многие говорили (и вполне справедливо), что решения об адаптационных и митигационных мерах будут не просто экономическими, а политико-экономическими, и политическая составляющая (которая не прогнозируема фактически) может оказаться главной. Это в полной мере относится и к атомной энергетике. Да, на первый взгляд кажется, что это очень эффективная вещь, однако, когда начинается решение вопросов переработки и захоронения, оказывается, что углеродный след этих технологий тоже немаленький», — отметил Гулев.