Ο λιγνίτης είναι περιβαλλοντικά ηπιότερος σε σύγκριση με το φυσικό αέριο και ιδιαίτερα το σχιστολιθικό του Ευστάθιου Χιώτη

Επαναλαμβάνεται μονότονα και δογματικά ότι το φυσικό αέριο είναι φιλικότερο προς το περιβάλλον σε σχέση με το «ρυπογόνο» λιγνίτη γιατί κατά την καύση το αέριο εκπέμπει λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα πράγμα που είναι ορθό. Παραγνωρίζεται όμως και υποβαθμίζεται η εκπομπή μεθανίου στο κύκλο έρευνας – παραγωγής – μεταφοράς του αερίου μέχρι τη τελική θέση και αυτό μπορεί να ανατρέψει το πλεονέκτημα των μικρότερων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, γιατί το μεθάνιο είναι δεκάδες φορές δραστικότερο στη θέρμανση του πλανήτη. Πρόσφατες δορυφορικές μετρήσεις αποκάλυψαν την εφιαλτική ένταση και έκταση των εκπομπών μεθανίου στις νέες εγκαταστάσεις παραγωγής σχιστολιθικού αερίου στις ΗΠΑ που ανέρχονται σε μερικούς τόνους μεθανίου την ώρα ανά θέση. Τα στοιχεία αυτά ανατρέπουν τις επιτόπου μετρήσεις των παραγωγών που υποβάθμιζαν το πρόβλημα, επιβάλλουν τη λήψη μέτρων και οδηγούν στην αναθεώρηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του φυσικού αερίου.

Το ιστορικό της ενεργειακής κρίσης

Προοίμιο της ενεργειακής κρίσης ήταν η οικονομική ύφεση λόγω της πανδημίας που απορύθμισε την αγορά ενέργειας, δημιούργησε την αφελή εντύπωση ότι περνάμε σε εποχή άφθονου και φθηνού αερίου και ενέπνευσε την απολιγνιτοποίηση, αρχής γενομένης από την Γερμανία. Κομβικά σημεία της τρέχουσας ενεργειακής κρίσης είναι η Πράσινη Συμφωνία της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Green Deal), ο αγωγός Nord Stream 2, ο επιθετικός πόλεμος του Πούτιν στην Ουκρανία και η διείσδυση σχιστολιθικού αερίου στην Ευρώπη. Η Ουάσιγκτον είχε αντιταχθεί από καιρό στη κατασκευή του αγωγού Nord Stream 2 αλλά η Καγκελάριος Άνγκελα Μέρκελ είχε θέσει την ολοκλήρωσή του ως βασικό στόχο πολιτικής προτού αποχωρήσει από τα καθήκοντά της τον Σεπτέμβριο 2021.

Οι ΗΠΑ και η Γερμανία κατέληξαν σε συμβιβασμό για τον αμφιλεγόμενο αγωγό φυσικού αερίου Nord Stream 2, σύμφωνα με κοινή δήλωση που δόθηκε στη δημοσιότητα στις 21.07.2021. Ο συμβιβασμός ΗΠΑ-Γερμανίας που συμφωνήθηκε ήταν ότι οι δύο χώρες θα στηρίξουν την Ουκρανία και θα επιβάλουν κυρώσεις στη Ρωσία εάν προσπαθήσει να χρησιμοποιήσει τον ενεργειακό εφοδιασμό για να αποκτήσει γεωπολιτικό πλεονέκτημα. Μετά από όσα ακολούθησαν είναι σαφές σήμερα ότι οι ΗΠΑ ήταν βέβαιες για τα σχέδια του Πούτιν και είχαν υπολογίσει τις δικές τους κινήσεις, αλλά η καγκελάριος Μέρκελ απέκλειε το ενδεχόμενο πολέμου, με απόλυτη βεβαιότητα σε βαθμό που την οδήγησε σε μια δεύτερη κρίσιμη επιλογή, να διακόψει τη λειτουργία των πυρηνικών σταθμών.

Σύμφωνα με το POLITICO το κίνητρο της Μέρκελ για την υποστήριξη του Nord Stream ήταν πιο περίπλοκο και η κατανόησή του απαιτεί μια αναδρομή στο 2011. «Εκείνο το έτος, στον απόηχο της πυρηνικής καταστροφής στη Φουκουσίμα της Ιαπωνίας, η Μέρκελ αποφάσισε να ανατρέψει την προηγούμενη απόφασή της να παρατείνει τη διάρκεια ζωής των πυρηνικών αντιδραστήρων της Γερμανίας. Η Γερμανία βρισκόταν στη μέση της λεγόμενης Energiewende, της μετάβασης στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, και πολλοί ειδικοί υποστήριξαν ότι η χώρα χρειαζόταν πυρηνικά για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ενόσω θα ενίσχυε την παραγωγή αιολικής και ηλιακής ενέργειας.

Ωστόσο, οι Γερμανοί σοκαρίστηκαν τόσο πολύ από τη Φουκουσίμα που η Μέρκελ συμφώνησε γρήγορα να απενεργοποιηθεί ο τελευταίος αντιδραστήρας της χώρας το 2022. Εκείνη την εποχή, η πυρηνική ενέργεια αντιπροσώπευε περίπου το ένα πέμπτο της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη Γερμανία. Η ακύρωση της παράτασης οδήγησε ακριβώς στο σενάριο που φοβόντουσαν η Μέρκελ και η γερμανική βιομηχανία πριν από μια δεκαετία: έλλειψη ανταγωνιστικών ενεργειακών επιλογών για τη βιομηχανία». Ως αποτέλεσμα, οι επιλογές από τη βεβαιότητα της Καγκελαρίου ισχυροποίησαν το ενεργειακό όπλο του Πούτιν.

Αφετηρία της ενεργειακής πολιτικής της Καγκελαρίου ήταν η «Ενεργειακή Πράσινη Συμφωνία» που ανακοινώθηκε στο Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο στις 11/12/2019 με πομπώδη αναφορά σε φράση της ομιλίας του John F. Kennedy για την κατάκτηση της σελήνης. Επανέλαβε τότε πανηγυρικά ο Αντιπρόεδρος της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Frans Timmermans «We choose to go for climate neutrality in 2050 and do the other things. Not because they are easy, but because they are hard,” he said, adapting the ‘Man on the Moon’ speech by John F. Kennedy. Ως γνωστόν, το Κοινοβούλιο υπερψήφισε την πρόταση και ζήτησε από την Επιτροπή να αυξήσει παραπέρα τις κλιματικές φιλοδοξίες.

Η Πράσινη Συμφωνία (Green Deal) πρόκρινε την απόσυρση του άνθρακα και τη στροφή στο φυσικό αέριο και την πυρηνική ενέργεια ως καθαρά μεταβατικά καύσιμα (μέχρι την ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας). Αλλά πριν περάσει ένας μήνας, στις 7 Μαρτίου 2022, λίγο μετά τη Ρωσική επίθεση στην Ουκρανία, ο Frans Timmermans έλεγε ότι «οι κλιματικοί στόχοι της Ευρωπαϊκής Ένωσης είναι εφικτοί, ακόμη και αν μερικές χώρες μέλη συνεχίσουν να καίνε για περισσότερο καιρό άνθρακα και απορρίψουν τα σχέδια προσωρινής στροφής στο Ρωσικό αέριο». Τόνισε επίσης «είμαι πεπεισμένος ότι θα δούμε σύντομα ότι η Ρωσία θα εξαρτάται από εμάς. Δεν υπάρχουν ταμπού σ’ αυτή την κατάσταση και η μεταστροφή αυτή θα μπορούσε να παραμείνει εντός των παραμέτρων που τέθηκαν για την ενεργειακή μετάβαση».

Είναι περίεργο αλλά οι χειρισμοί της Ευρωπαϊκής Επιτροπής σε τόσο σοβαρά θέματα θυμίζουν τη γνωστή ρήση του Βismarck για τους ακαδημαϊκούς “… und das Vaterland ist verloren”. Το θέμα όμως πρέπει να ήταν ακόμη πιο περίπλοκο στους σχεδιασμούς της Καγκελαρίου Μέρκελ και του Πούτιν. Πρώτον γιατί ο αγωγός Nord Stream 2 δεν χρειαζόταν για τις ανάγκες της Γερμανίας, δεύτερον γιατί ήταν σε εξάντληση και θα έλειπε από την αγορά το μεγάλο κοίτασμα αερίου Groningen της Ολλανδίας και τρίτον γιατί είχε υποστηριχθεί ότι οι αντιδράσεις των Αμερικανών κατά του Nord Stream 2 οφειλόταν στην επιθυμία τους να καλύψουν την Ευρωπαϊκή αγορά με σχιστολιθικό αέριο. Μια πονεμένη ιστορία που θα καλύψουμε σε επόμενο άρθρο και περιλάμβανε στους στόχους της και τον εκτοπισμό του άνθρακα από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στην Ευρώπη, παρόλο που η Ιαπωνία θα συνεχίσει μέχρι το 2040 και η Κίνα μέχρι το 2050.

Στα πλαίσια της Πράσινης Συμφωνίας δρομολογήθηκε υπερβολική και μονόπλευρη «ποινή» εις βάρος του ορυκτού άνθρακα βάσει των υψηλών δικαιωμάτων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα που ευνόησε τη χρήση φυσικού αερίου και έκανε προσωρινά αντιοικονομικό τον άνθρακα, χωρίς καμία πρόβλεψη για τις εκπομπές του δραστικότερου αερίου του θερμοκηπίου, του μεθανίου. Η επιβολή υψηλών δικαιωμάτων εκπομπών ως κίνητρο για τη στροφή από τον άνθρακα στο «καθαρότερο» αέριο, είναι αποτελεσματική όταν υπάρχει επάρκεια αερίου σε συμφέρουσες τιμές. Διαφορετικά, και αυτό συμβαίνει στην Ελλάδα σήμερα, η επιβολή υψηλών δικαιωμάτων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, σε συνθήκες ακριβού αερίου, αποτελεί πρόσθετο ενεργειακό κόστος που μεταφέρεται στον καταναλωτή, χωρίς να είναι κίνητρο αλλαγής καυσίμου. Απλά μειώνει την απόσταση ανάμεσα στην ακριβότερη κιλοβατώρα από το φυσικό αέριο και στην οικονομικότερη από τον άνθρακα.

Πόσο καθαρό είναι το φυσικό αέριο ως καύσιμο;

Γίνεται δεκτό δογματικά ότι το φυσικό αέριο, με κύριο συστατικό το μεθάνιο (CH₄) είναι καθαρότερο καύσιμο από τον άνθρακα, με βάση το γεγονός κατά την καύση αποδίδει λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα, περίπου 40% μόνο σε σύγκριση με τον άνθρακα. Το πλεονέκτημα αυτό οφείλεται πρώτον στη χημική σύσταση του μεθανίου, με καύσιμα στοιχεία όχι μόνο άνθρακα, αλλά και υδρογόνο και δεύτερον στην υψηλότερη απόδοση στις τουρμπίνες αερίου, 55 έως 60%, σε σύγκριση με τις λιγνιτικές μονάδες με απόδοση γύρω στα 40% και τις λιθανθρακικές μέχρι 44 έως 45%. Είναι μεγάλη παράλειψη ότι στη προσέγγιση αυτή δεν λαμβάνονται υπόψη οι αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις στο κύκλο παραγωγής-μεταφοράς – καύσης του μεθανίου.

Δυναμικό θέρμανσης του πλανήτη (Global Warming Potential, GWP) λόγω των διαφόρων αερίων θερμοκηπίου (IPCC, 2014: Climate Change – Synthesis Report)

Το πλεονέκτημα του φυσικού αερίου, όσον αφορά το διοξείδιο του άνθρακα, μπορεί να αντιστραφεί, όταν ληφθούν υπόψη οι διαρροές μεθανίου στην ατμόσφαιρα στο κύκλο παραγωγής-καύσης (life-cycle analysis). Έστω και αν το διοξείδιο του άνθρακα είναι μακροβιότερο στην ατμόσφαιρα, το μεθάνιο είναι πολύ ισχυρότερο ως αέριο θερμοκηπίου, όπως προκύπτει από τον προηγούμενο Πίνακα. Το αθροιστικό δυναμικό θέρμανσης του πλανήτη (global warming potential Box 3.2, page 87) από το μεθάνιο είναι 84 φορές μεγαλύτερο από αυτό του διοξειδίου του άνθρακα στη διάρκεια είκοσι ετών και 28 φορές στη διάρκεια εκατό ετών. Υπολογίζεται ότι διαρροές μεθανίου 2,7% στη διάρκεια του κύκλου εφοδιασμού αντισταθμίζουν το πλεονέκτημα του φυσικού αερίου (Break-even natural gas leakage rates).

Δορυφορικές καταγραφές εκπομπών μεθανίου

Την έκταση και την ένταση των εκπομπών μεθανίου, που υποβάθμιζαν μέχρι τώρα, αποκάλυψαν πρόσφατες δορυφορικές καταγραφές στις πετρελαιοπαραγωγικές περιοχές και κατ’ εξοχήν στην εξαιρετικής σημασίας για τις ΗΠΑ Πικερμική Λεκάνη. Η Περμική λεκάνη του Δυτικού Τέξας και του Νοτιοανατολικού Νέου Μεξικού παρήγαγε υδρογονάνθρακες για περίπου 100 χρόνια και απέδωσε περισσότερα από 35,6 δισεκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου και περίπου 125 τρισεκατομμύρια κυβικά πόδια φυσικού αερίου μέχρι τον Ιανουάριο του 2020.

Η εφαρμογή της τεχνολογίας υδραυλικής ρωγμάτωσης και οριζόντιων γεωτρήσεων κατά τη τελευταία δεκαετία αντέστρεψαν τη μείωση της παραγωγής και η λεκάνη έχει ξεπεράσει την παλιότερη αιχμή της παραγωγής της στις αρχές της δεκαετίας του 1970. Το 2019, η παραγωγή της Περμικής λεκάνης αντιπροσώπευε περισσότερο από το 35% της συνολικής παραγωγής αργού πετρελαίου των ΗΠΑ και περισσότερο από το 16% της συνολικής παραγωγής ξηρού φυσικού αερίου. Από το 2018, η ΕΙΑ (U.S. Energy Information Administration) εκτιμά ότι τα εναπομένοντα αποδεδειγμένα αποθέματα στη Περμική λεκάνη υπερβαίνουν τα 11 δισεκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου και τα 46 τρισεκατομμύρια κυβικά πόδια (Tcf) φυσικού αερίου, καθιστώντας την μια από τις μεγαλύτερες λεκάνες παραγωγής υδρογονανθράκων στις Ηνωμένες Πολιτείες και στον κόσμο.

Οι εκπομπές μεθανίου στη τεράστια αυτή λεκάνη ανέρχονται στο ήμισυ των συνολικών εκπομπών των ΗΠΑ. Πρόσφατες δορυφορικές μετρήσεις υψηλής ευκρίνειας αποκάλυψαν πολυάριθμες εστίες με εκπομπές μεθανίου μεγαλύτερες από μισό τόνο την ώρα ανά θέση. Σε μία θέση μάλιστα οι εκπομπές μεθανίου φθάνουν τους 18,5 τόνους την ώρα. Από την έρευνα προκύπτει ότι οι νέες εγκαταστάσεις είναι οι κύριες θέσεις εκπομπών.

Εκπομπές μεθανίου σε χιλιόγραμμα την ώρα σε 37 θέσεις της Πικερμικής Λεκάνης των ΗΠΑ, από μετρήσεις δορυφορικής έρευνας

Η ασυλία των επιπτώσεων από τις εκπομπές μεθανίου

Η φοβερή περιβαλλοντική καταστροφή στη Περμική λεκάνη για την παραγωγή LNG έχει παγκόσμια εμβέλεια και ουσιαστικά εκμηδενίζουν τα μέτρα περιορισμού εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Και δεν σταματούν εδώ τα περιβαλλοντικά δεινά που συνδέονται με τη παραγωγή φυσικού αερίου. Πριν διαβιβαστεί το αέριο από τις θέσεις παραγωγής στους αγωγούς μεταφοράς θα πρέπει να καθαριστεί, γιατί τα κοιτάσματα αερίου περιέχουν υδρόθειο και διοξείδιο του άνθρακα, που διαβρώνουν τους αγωγούς και πρέπει να απομακρυνθούν. Το τελευταίο φθάνει μέχρι 8% και σε ακραίες περιπτώσεις πολύ υψηλότερα (Natural Gas Purification Technologies page 238). Ακολουθούν βεβαίως οι απώλειες από διαρροές των αγωγών μεθανίου, αποθήκευσης και καύσης, γιατί ένα μικρό ποσοστό μεθανίου διαφεύγει άκαυστο.

Μια άλλη φοβερή και συνεχιζόμενη περιβαλλοντική καταστροφή που έχει εξασφαλίσει ανοχή από μακρού είναι τα αέρια των διυλιστηρίων. Σε έκθεση της Παγκόσμιας Τράπεζας (World Bank, Global Gas Flaring Tracker Report, 2022) υπολογίζεται ότι σε ετήσια βάση παράγονται παγκοσμίως τετρακόσια εκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του άνθρακα από τα καιόμενα αέρια των διυλιστηρίων, ενώ το μεθάνιο που καίγεται είναι περισσότερο από τις εισαγωγές μεθανίου των χωρών της Ευρωπαϊκής Ένωσης από τη Ρωσία.

Συμπερασματικά, η μονόπλευρη και αυστηρή επιβολή δικαιωμάτων διοξειδίου του άνθρακα και η ασυλία του μεθανίου έχει ως αποτέλεσμα τον εκτοπισμό του άνθρακα ως «ρυπογόνου καυσίμου» και ανοίγει το δρόμο στο πολλαπλά βλαπτικό φυσικό αέριο. Παρά ταύτα, ο άνθρακας εξακολουθεί να είναι οικονομικότερος με τη σύγχρονη καθαρή τεχνολογία, όπως αυτή της νέας μονάδας Πτολεμαΐδα 5, και δεν φταίει ο λιγνίτης που παρέμειναν σε λειτουργία στην Ελλάδα παλαιοί θερμοηλεκτρικοί σταθμοί, όπως αυτός της Καρδιάς που λειτούργησε με επιτυχία επί 47 έτη.

Σε προηγούμενο άρθρο έγινε σύγκριση του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας για τους λιγνιτικούς σταθμούς Πτολεμαΐδα 5, που βρίσκεται σε δοκιμαστική λειτουργία, Άγιο Δημήτριο 5 και τη μονάδα αερίου Μεγαλόπολη 5 με βάση τις τιμές δικαιωμάτων και αερίου στις 30/6/2022. Επαναλαμβάνουμε εδώ τους υπολογισμούς με τις τρέχουσες τιμές (12/7/2022), αλλά τις ίδιες λοιπές τεχνικές παραμέτρους, και τα αποτελέσματα συνοψίζονται στον ακόλουθο Πίνακα.

Είναι αξιοσημείωτο ότι παρόλο που το αέριο ακρίβυνε, τα δικαιώματα εκπομπών διοξειδίου μειώθηκαν στο παραπάνω χρονικό διάστημα και αυτό δείχνει ότι δεν κινούνται ομόρροπα, πράγμα που επαυξάνει το οικονομικό πλεονέκτημα του λιγνίτη. Το κόστος γιγαβατώρας από τον ΑΗΣ Άγιος Δημήτριος 5 είναι περίπου το μισό από αυτό του ΑΗΣ φυσικού αερίου Μεγαλόπολη 5 και το εκτιμώμενο κόστος της νέας λιγνιτικής μονάδας Πτολεμαΐδα 5 περιορίζεται στο ένα τρίτο περίπου. Ταυτόχρονα βέβαια η νέα λιγνιτική μονάδα θα ενισχύσει την ενεργειακή ασφάλεια της Χώρας, και θα μειώσει επίσης την εξάρτηση από το φυσικό αέριο.

Ευστάθιος Χιώτης

https://independent.academia.edu/Chiotis

https://www.researchgate.net/profile/Eustathios_Chiotis

Ο Ευστάθιος Χιώτης είναι Δρ. Μεταλλειολόγος Μηχανικός ΕΜΠ, Μηχανικός Πετρελαίων Imperial College, πρώην διευθυντής στη Δημόσια Επιχείρηση Πετρελαίων και στο Ινστιτούτο Γεωλογίας και Ερευνών Υπεδάφους.