Gaz ziemny

Poziom zapotrzebowania na gaz ziemny zależy od wielkości produktu krajowego brutto, populacji ludności, regulacji w zakresie emisji zanieczyszczeń, od jego wykorzystania w energetyce oraz relacji ceny gazu do ceny węgla [237].

Obecnie gaz ziemny jest drugim najważniejszym po ropie naftowej surowcem energetycznym na świecie [114]. Znaczący wzrost zużycia gazu, i to we wszystkich regionach świata, zaznaczył się w sektorze energetycznym, gdzie gaz ziemny stał się drugim paliwem do produkcji energii elektrycznej zaraz po węglu, który jak się szacuje, będzie nadal wiódł prym niewiele zmniejszając swój udział [291][331]. Ten wzrost zużycia gazu ziemnego do produkcji energii elektrycznej możliwy jest ze względu na [77][239][308][330][331]:

 ograniczone oddziaływanie gazu ziemnego na środowisko, który zanieczyszcza atmosferę w znacznie mniejszym stopniu niż paliwa stałe [159][165]. W procesie spalania nie dochodzi do emisji pyłów i związków siarki, a emisja CO2 jest o 40% niższa w porównaniu z węglem i o 20% niższa w porównaniu z olejem opałowym, niższe są również emisje NOx, tlenków węgla i lotnych węglowodorów [70][266][378]. Ograniczone jest także oddziaływanie związane z zagospodarowaniem odpadów, z uwagi na całkowity brak odpadów stałych [159][165][330],

 niższe nakłady inwestycyjne w odniesieniu do alternatywnych obiektów elektroenergetycznych. W porównaniu z zawansowaną elektrownią opalaną węglem nakłady są niemal o połowę niższe [70][159][165][266][378],

 krótszy czas budowy, gdyż cykl inwestycyjny trwa około 4 lata od idei projektu do jego zakończenia, tym samym okres budowy elektrowni gazowej w porównaniu z elektrownią opalaną węglem jest o około połowę krótszy [70][159][165][266][330][378],

 większą sprawność spalania gazu i idący za tym wysoki stopień wykorzystania energii chemicznej paliwa [70][159][165][330][378],

 mniejszą wymaganą przestrzeń pod zabudowę w stosunku do instalacji węglowych lub elektrowni jądrowych [266],

 modułowy charakter instalacji gazowych,

 wysoki stopnień elastyczności pracy gazowego układu wytwórczego, w tym szybkie uruchomienie, co pozwala bezzwłocznie reagować na zmiany popytu [165][266][330],

 stosunkowo dużą prostotę zasilania urządzeń paliwem gazowym, połączoną z jego dostępnością i łatwością transportu [308],

 akceptację społeczną technologii gazowych, czego nie można powiedzieć o energetyce jądrowej [330],

 elastyczność w zakresie zainstalowanej mocy, która może wynosić od kilkunastu kilowatów do 750 MWe, a nawet więcej [266].

Do około 1990 roku gaz w energetyce miał marginalne znaczenie, co było spowodowane wprowadzonym w USA i Europie formalnym zakazem jego wykorzystywania w energetyce oraz preferowaniem energetyki jądrowej i węglowej. Wysokie ceny węgla w Wielkiej Brytanii i Niemczech na początku lat dziewięćdziesiątych XX wieku, niekorzystna

89

struktura wiekowa jednostek węglowych, znaczący wzrost dostępności gazu ziemnego i usunięcie europejskiego zakazu na wytwarzanie energii elektrycznej w procesie spalania gazu ziemnego były kluczowymi przyczynami rozwoju energetyki gazowej w Europie [266]. Z biegiem lat zapotrzebowanie na gaz ziemny w Europie rosło, odnotowując bezprecedensowy wzrost szczególnie w krajach Unii Europejskiej [353]. Było to spowodowane [291]:

 wprowadzeniem, na dużą skalę, technologii cykli kombinowanych (Combined Cycle

Gas Turbine – CCGT – skojarzenie turbin gazowych i parowych),

 osiąganiem wysokich sprawności cykli – powyżej 50% (dla produkcji energii elektrycznej i ciepła około 90%),

 niższymi kosztami inwestycyjnymi i eksploatacyjnymi, krótszym czasem budowy i uruchamiania, mniej złożonym projektowaniem, prostszymi konstrukcjami i instalacjami w stosunku do technologii węglowych i jądrowych,

 wysokim stopniem akceptacji społecznej dla technologii gazowych [165].

Ponadto pojawiły się czynniki amplifikujące ekspansję przemysłu gazowniczego [291][353]:

 rozwój technologii skroplonego gazu ziemnego (LNG – Liquefied Natural Gas) oraz rynków LNG, przez co regionalny handel gazem zaczyna mieć wymiar globalny, osłabiając powszechną dwustronną długoterminową relację pomiędzy krajami dostarczającymi i otrzymującymi gaz,

 silna konkurencja krajów w zakresie poszukiwania złóż gazu i ich eksploatacji,

 silna dążność do zapewnienia długoterminowego wydobycia gazu, jego przesyłu i dystrybucji,

 istotne zmiany, zarówno na poziomie regionalnym, jak i międzynarodowym w zakresie zasad funkcjonowania przemysłu gazowniczego i rynków gazu ziemnego,

 wprowadzenie przez wiele państw polityki klimatycznej ograniczającej emisje zanieczyszczeń do atmosfery w tym szczególnie gazów cieplarnianych.

Główną zaletą gazu ziemnego jest łatwość regulacji i automatyzacji procesów wydobycia, transportu i jego zużycia. Ponadto jest on postrzegany jako paliwo o umiarkowanie niskich kosztach zakupu, obfite i bezpieczne, czystsze niż inne paliwa, o niskiej emisji gazów cieplarnianych. W związku z tym Międzynarodowa Agencja Energii prognozuje dalszy silny wzrost jego udziału bilansie paliwowym świata. Już dzisiaj gaz ziemny jest najszybciej rozwijającym się surowcem energetycznym na świecie [14][266][331]. Według raportu

Outlook for Energy. A View to 2030, sporządzonego przez ekspertów ExxonMobil światowe

zapotrzebowanie na gaz do 2030 roku będzie rosło szybciej niż na ropę naftową, w średnim tempie wynoszącym około 1,8% rocznie. Powodem tego będzie w dużej mierze polityka klimatyczna państw ograniczająca emisję gazów cieplarnianych. W roku 2030 światowe zużycie gazu będzie wynosiło około 4,3 bln m3. Szczególnie szybko zapotrzebowanie na gaz będzie rosło w Azji – w średnim tempie szacowanym na około 4% rocznie [114]. W Europie wzrost będzie znacznie wolniejszy – 0,8 % rocznie, ale mimo to przewiduje się, że w ciągu kilku następnych dziesięcioleci gaz ziemny będzie najszybciej rozwijającym się paliwem kopalnym w Europie, a wzrost napędzany będzie głównie przez popyt ze strony sektora wytwarzania energii elektrycznej [66][114]. Szacuje się, że zużycie gazu ziemnego do wytwarzania energii elektrycznej w Europie do 2030 roku będzie wzrastać rocznie o 3,7%. Udział w całkowitej produkcji energii w Europie w oparciu o gaz ziemny ma osiągnąć ponad 35% w 2030 roku [66]. Systematyczny wzrost roli gazu ziemnego jako paliwa w elektroenergetyce będzie zapewne istotnym następstwem wzrostu wskaźnika korelacji cen energii elektrycznej i gazu ziemnego [114].

Z badań opublikowanych w 2009 roku wynika, że straty dla środowiska przyrodniczego związane z produkcją energii elektrycznej z gazu ziemnego są o 95% niższe niż w przypadku produkcji energii elektrycznej z węgla [103]. Jeżeli uwzględnić emisje występujące w całym

90

cyklu (wydobycie, oczyszczanie i transport), to wzrastają one znacznie w porównaniu z samym etapem spalania, mimo to mierzone w jednostkach monetarnych koszty zewnętrzne cyklu gazowego są 2,4 razy niższe niż cyklu węglowego [103][219]. Pod względem ekologicznym zarysowują się więc wyraźne walory gazu ziemnego, jako paliwa o najwyższym stopniu czystości, jednocześnie łatwego w transporcie i użytkowaniu. Dlatego gaz ziemny stał się najbardziej pożądanym nośnikiem energii w świecie, o wysokim stopniu społecznej akceptacji [291][377].

Dzisiejsza sytuacja rynkowa jest korzystniejsza dla wzrostu roli gazu ziemnego, niż wynikałoby to z założeń przyjętych w okresie prac nad „Polityką energetyczną Polski do roku 2030“ z uwagi na układ cen powstały po ekspansji wydobycia gazu ze złóż niekonwencjonalnych. Między innymi eksploatacja gazu z łupków w Stanach Zjednoczonych sprawiła, że kraj ten stał się samowystarczalny i poważnie zredukował zakup gazu skroplonego [77][113]. W dodatku kilka krajów z Bliskiego Wschodu i Północnej Afryki zbudowało nowe urządzenia do skraplania gazu [113][315][377]. Na rynku LNG powstała nadwyżka, a ceny gazu, zwłaszcza w transakcjach bieżących (spotowych, kasowych) spadły „odrywają się” w USA, a także w Europie, od cen ropy naftowej. Zmiany cen gazu nie są zgodne z teorią peak

oil [77][105][113][315]. Udokumentowane zasoby gazu ziemnego poczynając od 1971 roku

systematycznie wzrastają, mimo że jego zużycie też szybko rośnie. Odkrywane są nowe duże złoża tego paliwa nie tylko w tych krajach, gdzie już znaleziono obfite zasoby, ale również tam, gdzie się tego nie spodziewano [331][377].

Zmiany jakie zaszły w związku z rozwojem wydobycia gazu ze złóż niekonwencjonalnych przyczyniły się do oderwania cen gazu będącego przedmiotem transakcji na rynkach z natychmiastową dostawą (rynkach kasowych) od cen w długoterminowych kontraktach importowych. W efekcie ceny z tych ostatnich są znacznie wyższe od cen gazu oferowanego na rynkach spot, dając silny argument do renegocjacji umów długoterminowych [1]. Wzrosła tym samym opłacalność budowy elektrowni gazowych w takich krajach jak Polska, czego nie uwzględniono w założeniach pakietu 20-20-20, który wytypował technologie energetyczne wykorzystujące biopaliwa i energię wiatrową, do których następnie dołączono technologię CCS. Amerykańska Energy Information Administration (EIA) przewiduje, że niskie ceny gazu utrzymają się przez najbliższe kilkadziesiąt lat, co oznacza zwiększoną racjonalność wykorzystania technologii gazowych w elektroenergetyce [77]. W Polsce już teraz jest realizowane znacznie więcej inwestycji z zakresu instalacji opalanych gazem ziemnym niż przewiduje to Polityka Energetyczna Polski [75].

W Polsce wielkość zapotrzebowania na gaz ziemny przez sektor energetyki zawodowej wynosi około 0,9 mld m3, co stanowi w przybliżeniu 8% całkowitego zapotrzebowania kraju na gaz. Tym samym udział gazu ziemnego przeznaczonego do wytwarzania energii elektrycznej w kraju jest około czterokrotnie mniejszy niż w UE. Przykładowo udział gazu skierowanego do sektora elektroenergetycznego w wybranych krajach UE w 2011 roku kształtował się następująco [165]: Austria –28%, Czechy – 18%, Francja – 12%, Grecja – 60%, Hiszpania – 38%, Irlandia – 52%, Niemcy – 20%, Słowacja – 17%, Wielka Brytania – 28%, Włochy – 35%. Prognozuje się, że w przyszłości dalej będzie wzrastało znaczenie gazu ziemnego w sektorze wytwarzania energii elektrycznej [165]. Wyczerpywanie się ropy naftowej i ograniczenie rozwoju energetyki jądrowej sprawi, że po 2050 roku gaz ziemny może stać się paliwem numer jeden w gospodarce światowej [331].

Jednak stopień wykorzystania gazu ziemnego w produkcji energii elektrycznej w danym kraju jest uzależniony między innymi od wielkości posiadanych zasobów tego paliwa oraz od konkurencyjności cenowej z innymi nośnikami energii (przede wszystkim z węglem kamiennym), stanem rozwoju energetyki jądrowej i wielkością posiadanych zasobów energii odnawialnej [330].

91

Handel międzynarodowy gazem ziemnym obecnie osiągnął poziom wynoszący około 630 mld m³/rok, w tym około 130 mld m3/rok przesyła się w postaci skroplonego gazu ziemnego a około 500 mld m3/rok przesyła się rurociągami. Oznacza to, że około 20% gazu ziemnego w handlu międzynarodowym sprzedaje się w postaci LNG. Najwięcej gazu importuje Europa Zachodnia i Środkowa (około 65% całości) i Azja Wschodnia (około 31%) [331].

Eksperci Council of Foreign Relations twierdzą, że w najbliższych latach czeka nas dalszy szybki rozwój handlu skroplonym gazem, mimo że rurociągi w dalszym ciągu będą głównym sposobem przesyłania gazu ziemnego [97]. Już dzisiaj transport gazu rurociągami do Europy znacząco spada a import LNG wzrasta. W latach 2009 i 2010 wzrósł odpowiednio o 11 i 18 mld m³, co jest implikacją rosnącej produkcji skroplonego gazu ziemnego, która w ciągu ostatnich dwóch dekad nieprzerwanie wzrastała średnio o 7% rocznie [1][50]. Realizowana i planowana rozbudowa mocy do skraplania gazu ziemnego w Australii, Nigerii, Trynidadzie i Norwegii wskazuje, że coraz większa część produkcji będzie przedmiotem obrotu w transakcjach spotowych (kasowych). Już dzisiaj coraz więcej producentów i konsumentów decyduję się zwiększyć udział transakcji na rynku krótkoterminowym [2].

Przyczynami, dla których udział LNG w rynku gazu będzie się zwiększał, są liczne zalety gazu ziemnego, w tym szczególnie walory ekologiczne, a także niepewność dostaw ropy naftowej oraz jej duża podatność na fluktuację cen [97]. Ponadto, gaz w formie skroplonej jest stosunkowo łatwy w transporcie przy różnym usytuowaniu producentów i odbiorców, koszty inwestycyjne i eksploatacyjne poszczególnych ogniw (skraplania, uzdatniania, przewozu i regazyfikacji) LNG maleją, a handel LNG dostosowany jest do wymogów i warunków rynkowych [331].

A.T. Kearney w raporcie The Future of European Gas Supply ocenia, że w ciągu obecnej dekady światowe zapotrzebowanie na LNG będzie się zwiększać od 3,1% do 4,5% rocznie [1]. W 2030 roku handel gazem w pięćdziesięciu procentach będzie realizowany w formie LNG [353]. Uważa się, że regionem, gdzie w przyszłości najbardziej będzie wzrastał interregionalny (międzykontynentalny) import gazu ziemnego, będzie Europa. Gaz do Europy będzie sprowadzany z Afryki, Europy Wschodniej, Bliskiego Wschodu, Północnej Azji i Ameryki Południowej. Infrastruktura do importu i eksportu gazu ziemnego oraz LNG znajduje się w fazie dynamicznego rozwoju. Masowa rozbudowa spowoduje wzrost możliwości przesyłowych gazociągów o ponad 65% do 2020 roku, zaś przepustowość terminali LNG w tym czasie ulegnie podwojeniu w stosunku do 2010 roku [1][113][331][377]. W Europie do 2020 roku zapotrzebowanie na LNG ma wzrosnąć o 42% względem roku 2010, czyli do poziomu około 113 mld m3. W tym czasie na świecie możliwości skraplania gazu będą rosnąć dużo szybciej niż popyt na LNG. W konsekwencji ceny tego paliwa powinny utrzymywać się na niskim poziomie. Globalna nadpodaż gazu oraz spodziewane nadwyżki zdolności przesyłowych i transportowych obniżą konkurencyjność rosyjskiego gazu w Europie, co ułatwi Polsce import gazu LNG, który będzie relatywnie tańszy [1][113][315].

Powodem nadpodaży gazu będzie także silny rozwój wydobycia gazu ze złóż niekonwencjonalnych, w tym gazu z łupków (shale gas), gazu uwięzionego w skałach (tzw.

tight gas) oraz metanu z pokładów węgla [1][114]. Umożliwią one elastyczne dostawy, których

ilości zależne będą od bieżącego poziomu cen. Gaz ze źródeł niekonwencjonalnych zmieni znacząco branżę oraz globalną strukturę podaży i popytu, a na znaczeniu zyskają platformy handlu gazem. Wpływ tych źródeł gazu będzie zależeć głównie od opłacalności eksploatacji. W Polsce wystepują pokłady gazu w złożach niekonwencjonalnych, jednak wielką niewiadomą pozostaje, czy i na ile ten gaz będzie tańszy od surowca na rynkach międzynarodowych [1]. Według ekspertów z East European Gas Analysis europejskie zasoby gazu w łupkach mogą w ciągu 10–15 lat zmienić na trwałe ceny gazu, a dotychczasowa formuła cen w kontraktach długoterminowych będzie niemożliwa do utrzymania [113].

92