Понастоящем преноса и съхранението на възобновяеми газове (биогаз и водород)

Понастоящем преноса и съхранението на възобновими газове (биогаз и водород) в съществуващата Газопреносна инфраструктура, построена за природен газ, към момента не са задоволително проучени.  Необходимо е в детайли проучване на всички аспекти на влияние на „ възобновимите “ газове върху газопреносните системи и всички прилежащи към тях звена и уреди. Особено внимание е належащо да се обърне на Подземните газови складове, където е допустимо най-голямата смяна в качеството на газа заради съществуването на огромен брой мъчно предвидими фактори множеството, от които са от друго естество. Историческа записка На 12 декември 2015 година в Париж, 195 страни подписват правно обвързващо Споразумение за поддържане на световното стопляне под 2°C – една амбициозна цел, която ще изисква стопанските системи по целия свят да декарбонизират огромни елементи от Световната енергийна система. Във връзка с „ възобновимите ” газове са сложени цели за последователно идентифициране на нужните стъпки за потребление на съществуващите газопреносни системи за природен газ, както и за оценка на вероятните последствия от това. Водород Водородните технологии имат капацитет да разрешат преход към чиста, ниско въглеродна енергийна система, само че завършването на този преход ще докара до Нова енергийна действителност с възобновими енергийни източници, доста понижени (отменени?) излъчвания на парникови газове и усъвършенствано (възстановено) качество на въздуха и др. Понастоящем 96 % от водорода (H2) се създава от изкопаеми горива основно по метода на парово реформиране на природен газ, отчасти окисление на метана и единствено 4 % от вода/въздух. Водородът, създаден от електролиза на водата е 3 - 4 пъти по-скъп (3 - 8 Щатски долар за килограм), в сравнение с водородът, създаден от природен газ.  Това е огромна спънка, защото даже цена от 2 - 3 Щатски долар за кг е скъпа за потребителите.  От друга страна, по този начин наречения зелен водород, създаден от възобновима сила коства невероятните 8 - 14 Щатски долар за кг! Трябва да се означи, че към 70% от разноските, които ще са нужни за основаване на Водородна стопанска система, ще бъдат за транспорт и предпазване на водорода. През последните години, в границите на развиването на Водородната енергетика, някои признати технологии за произвеждане на водород,  плануват и генерират образуването на обилни количества въглероден двуокис (CO2), като попътно добиван артикул.  Едно от  решенията е този въглероден двуокис да бъде оползотворяван чрез депониране (складиране) в геоложките структури (природните капани) на към този момент изчерпани залежи на природен газ.  Обаче процесът на световно потребление на въглеродния двуокис, генериран при производството на водород, ще бъде комплициран и дългогодишен. Активното инжектиране на водород в съществуващите Газопреносни и Разпределителни газопроводи, както и в газови складове, основава редица нерешени проблеми, свързани с отрицателното влияние на водорода върху другите материали, от които са построени оборудванията.  Именно тук, въпросът с обезпечаването на надеждна херметичност на Подземните газови складове излиза на напред във времето. Наред с «Надземната част» на Газовите складове, особено внимание би трябвало да се обърне върху „ Подземната част ”.  Това визира  експлоатационно-нагнетателните сондажи и тяхното съоръжение, като: -  обсадни  колони, чието циментиране наложително би трябвало да се прави със специфични марки цимент, -  помпено-компресорни тръби, -  фонтанни  арматури, -  детайли за пакероване,  -  употребявани защитни клапани и др. Всичко това ще наложи провеждането на ново огромно сондиране в подземните газови складове, т.е. до прокарването на нови експлоатационно-нагнетателни сондажи, оборудвани с нови устойчиви материали. Подземните газови складове, изключително основаните на база на изчерпани залежи на природен газ, съставляват една безусловно постоянна система, чиято непоклатимост се обезпечава от самата природа.  Природният газ в тези залежи е «пребивавал» милиони години.  Инжектирането на водород обаче, изцяло унищожава тази естествена непоклатимост.  Водородът реагира с резервоарните течности, скалите и минералите, както и с бактериите.  Тази обстановка се усложнява и от обстоятелството, че дружно с водорода, серни субстанции (до 6 mg/m3) и бактерии, които не са налични в газовместващите (колекторните) скали, могат да влязат в подземния газов контейнер на газохранилището.  В резултат на това в газовместващите скали могат да се развият отрицателни процеси, които към този момент са едва проучени, защото зависят от разнообразни физически, хидрогеоложки, геохимични и биохимични условия. При нарушение на геохимичното и биохимичното равновесие, рискът от корозионни процеси и на първо място от бактериална разяждане, се усилва доста.  Също по този начин серните субстанции оказват отрицателно въздействие и върху силикагела - химическо вещество, употребявано в модулите за обработка и изсушаване на газа в подземните газови складове преди подаването му в Газопреносната система в авансово контрактувани кондиции.  В тази връзка, практиката до момента демонстрира, че основаването на регулации, стандарти и правила за превозване и предпазване на водород ще изисква големи старания. Успоредно с това, при условия, когато коефициентът на потребление на конфигурираната мощ на вятърните турбини е 25%, а успеваемостта на слънчевите панели е 20%, възобновимите енергийни източници са доста чувствителни към външни фактори.  Съответно, производството на «зелен водород» също се оказва доста несигурно. В тази обстановка единственият инструмент, който може да обезпечи устойчиво доставяне на потребителите с водород и затова да обезпечи тяхната енергийна сигурност, са построяването на специализирани  подземни газови складове със сондажи с безвредно съоръжение, което бе маркирано нагоре. Биогаз Тъй като източникът на биогаз от биомаса е възобновима суровина, тогава самият биогаз е възобновим газ.  Обаче изказванието, че биогаза е „ екологично чист “ не се удостоверява с обстоятелства! Общо над 60 милиарда кубически метра (bcm) биогаз са създадени по целия свят през 2020 г.  В близко бъдеще производството ще доближи 100 милиарда кубически метра, само че доста проблеми с въздействието върху околната среда от производството на биогаз не са решени. Малките съоръжения на „ фамилно равнище ” не могат да обезпечат нужното равнище на филтриране на биогаза и отбрана на атмосферата от метанови излъчвания.  От друга страна, огромните съоръжения за произвеждане на биогаз също имат негативно въздействие, а точно: -  изместване на производството на хранителни земеделски култури; -  обособяване на парникови газове, свързани с потреблението на торове; -  замърсяване с торове на почвата и подземните води; -  нарушение на салдото и състава на подземните води вследствие на напояване; -  повишаване на цените на храните и др. В взаимозависимост от суровините и технологията на произвеждане, съставът на биогаза може да бъде доста друг.  Основната част е метан CH4, само че има и обилни количества. -  О2, О2 (до 3 %); -  CO2, въглероден диоксид (от 12 до 50 %); -  S, сяра (до 6%); азот (до 10%); -  H2O, като водна пара (до 10%); -  тежки въглеводороди и катрани до 200 mg/m3; -  твърди примеси, бактерии и др. Последиците от нагнетяването на подобен биогаз в съществуващите магистрални газопроводи и отсам - в подземни газови складове могат да бъдат най-негативни и непредвидими. Наличието даже на малко количество (даже част от процента) на сероводород H2S в газа, инжектиран в порова, пуканатинна или порово-пукнатинна среда, каквито са газо-вместващите скали на подземните газови складове, може да докара до непосредствено взаимоотношение на това интензивно вещество (H2S) с минералите на тези скали, с бактериите и с наличните там пластови води. Въпреки доста разнообразните и комплицирани проблеми, които пораждат при създаването и основаването на система за превозване и предпазване на възобновими газове, такива системи могат и би трябвало да се основават.  Това обаче ще  изисква освен обилни вложения, само че и мощна научна, и софтуерна поддръжка. Резултати 1.  Необходимо е да се разработят технологии, които ще разрешат да се създава водород на цена не повече от 2 Щатски долар за кг и „ въглероден отпечатък “ от не повече от 4.4 kg CO2-екв. / kg H2; 2.  Различният състав и забележителната степен на замърсеност на биогаза с нежелани химически съставни елементи, прави превозването и съхранението му дружно с природния газ и водорода невъзможно; 3.  Използването на съществуващите Газопреносни система и обвързваните към тях подземни газови складове за транспорт и предпазване на природен газ е невероятно да се употребяват за инжектиране на „ възобновими “ газове без спомагателни проучвания, завършили с потвърдени разработки на специфични материали за детайлите на съоръжение, технологии и стандарти; 4.  Единственият инструмент, който може да обезпечи устойчиво доставяне на потребителите с водород и затова да подсигурява тяхната енергийна сигурност, е основаването на профилирани подземни газови складове за " възобновими " газове с ново съоръжение, разказано по-горе; 5.  И не на последно място:  всички Инвестиционни енергийни планове, би трябвало наложително да съдържат авансово извършени Технико-икономически планове,  анализи и съпоставки, с ясни крайни параметри, изводи и рекомендации, и с задоволително обозрим интервал на възвращаемост на вложенията, което за голямо страдание мъчно се вижда в последно време.  В противоположен случай, доста от тези енергийни планове ще лежат само въз основата на положителните пожелания и политическите планове,  които обаче постоянно се трансформират в тази или онази посока.  Това генерира празни упования, работа в неправилни насоки и в последна сметка –  загуба на скъпо време със съответното закъснение. 1. Глобално положение на CCS  2. Технология на UNECE бързо хващане на въглерод, потребление и предпазване (CCUS)

____________________________________________________________________________________________

инж. Димитър Щерев e приключил магистратура в Руския Държавен  Геологопроучвателен университет (МГРИ), Москва, Русия, компетентност “Хидрогеология и инженерна геология ”. В процеса на работа е специализирал в региона: (1)     на «Симулирането и оценката на употребата на Газопреносни системи и Подземни газови складове ” - в офисите на Международната СЕРВИЗНА Нефтогазова компания „ Шлумберже ”, (Schlumberger), Хановер, Германия; (2)     на „ Управлението на Инвестиционни планове в Енергетиката ” в Дъблин, Ирландия; (3)     на „ Геотермалния резервоарен инженеринг ” в Университета на Организация на обединените нации, Рейкявик, Исландия (UNU university - National energy authority, iceland). От 1997 година (в продължение към този момент на 26 години) работи в Булгартрансгаз ЕАД в региона на «Съхранението и преноса на природен газ ” и се занимава с усъвършенстване на капацитетните благоприятни условия на Подземното газово вместилище „ Чирен ” (ПГХ „ Чирен ”), с неговата оптимална  употреба, рехабилитация, поддръжка и благоприятни условия за уголемение, както и с ролята на газовото вместилище за безпроблемен транспорт на природен газ в страната и региона; Димитър Щерев е участвал  в инициализирането, ръководството, координирането, мониторинга и осъществяването на разнообразни Международни газови планове, като «Южен поток» и «Набуко», в симулирането и предварителната оценка на вероятни разновидности на българските сектори, както и в планове, финансирани от Международни институции, като Агенцията за Търговия и развиване на Съединени американски щати (U.S. Trade & Development Agency), програмата ФАР - Трансгранично съдействие, Европейски съюз (PHARE Cross Border Co-operation Program, EU и ДР.); От 2008 година, Димитър Щерев е член на Международния газов съюз (World Gas Union), Работен комитет по „ Подземно предпазване на природен газ ”, където има показани и предпазени редица разработки, свързани със съхранението и преноса на природен газ в България и Балканския район, както и с развиването на Газовата промишленост в страната; В интервала 2013 – 2015 година Димитър Щерев е Началник на ръководство “Съхранение на природен газ ”, Булгартрансгаз ЕАД, Централно ръководство, София; В интервала 2019 – 2020 година, Димитър Щерев е взел участие в оказването на «Техническа помощ за „ Подобряване на тарифното контролиране на ръководството на Енергийния пазар в Р Турция (за  Турския енергиен регулатор EMRA) посредством въвеждането на усъвършенствана система за мониторинг, план, финансиран от Европейския съюз. (Technical Assistance for Improvement of Performance-Based Tariff Regulation of EMRA for Turkish Energy Markets through Introducing an Enhanced Monitoring System; Project ident. no: EuropeAid /139125/IH/SER/TR, Contract no: TR2015/EN/07/A3-01/001 - Improvement of Performance-based Tariff Setting for Transmission and Distribution System Operations at Turkish Electricity and Natural Gas Markets, 2019 - 2020). В интервала 1985 – 1995 година е работил по разнообразни хидрогеоложки и гео-екологични планове, свързани с уранодобива, геотермалната енергетика и добива на минерални води в България.