Газовите хранилища в Европа ще бъдат ключови за новата енергийна доктрина

Работният комитет по „Съхранение на природен газ” към Международния газов съюз (Working Committee Gas Storage, International Gas Union), в който членувам от 15 години, неотдавна бе помолен от ръководството на съюза, да изготви публикация на тема: „Основна роля на подземното съхранение на природен газ за гарантиране на сигурността на газовите доставки”, в която да  бъде разгледана ролята на подземните газови хранилища на фона на съвременното развитие на енергийна индустрия в глобален мащаб.

В тази връзка, аз подгових и изпратих своята гледна точка по темата, която да бъде включена към горецитираната публикация и която споделям с колегите в България чрез любезното съдействие на 3e-news. 

инж. Д. Щерев
 

Наред с диспечерното обезпечаване, балансирането и експлоатацията на една Газопреносна система, „Съхранението на природен газ” в подземни газови хранилища е основополагащ елемент и фактор в тази система, без което не може да се постигне нейното оптимално, пълноценно и безопасно функциониране.  Основополагащият характер идва от факта, че потреблението на природния газ не e равномерно през цялата година.  То зависи от климатичните особености на отделните сезони и тяхната продължителност, от режима на работа на енергийните и промишлените предприятия в дадена държава, както и от други фактори.

Не съществува Газопреносна система с равномерна годишна консумация на природен газ, а изследванията в индустрията показват, че за Европейския континент, тази неравномерност варира от 10 до 20% (или около 15 %) от общото потребление на газ за една година в дадена страна.  Тази неравномерност на практика се компенсира чрез циклична експлоатация на Подземни газови хранилища (ПГХ-ща), чрез които се нагнетява, а в последствие складира и добива природен газ.  Такива обекти се създават в геоложки структури на изтощени (изчерпани) газови или нефтени находища, в солни тела (каверни), в подходящи водоносни хоризонти или в минни изработки.

Там, където геоложкото пространство на дадена държава не дава възможност за изграждане на подземни газови хранилища - ре-газификационните терминали за Втечнен природен газ (Liquefied Natural Gas terminals, LNG) биха могли частично и за кратко време да поемат функциите на подземните газови хранилища, компенсирайки неравномерностите в потреблението на страната, но трябва да се подчертае, че това не е основното предназначение на тези ре-газификационни терминали.  При отсъствие на газови хранилища и ре-газификационните терминали за Втечнен природен газ, се правят опити да се наеме необходим обем за съхранение в газохранилища в съседни държави (примери от Гърция, Финландия, Естония и др.).

Сезонната неравномерност в потреблението на природен газ би могла в определена степен да се компенсира и с количества, добивани от газови находища, ако дадената държава разполага с такива търговски открития.

Освен това трябва да се отбележи, че Подземните газови хранилища са неотменен елемент и при функционирането на Газовите хъбове (Центрове за търговия на природен газ чрез внос и износ).  Практиката от бранша показва, че газовите хъбове е невъзможно пълноценно да функционират без извършване на дейности по „Съхранение на газа”.  Именно затова към всеки газов хъб чрез, който ежедневно се търгуват осезаеми количества природен газ, функционира едно или повече газови хранилища. 

Подземното съхранение на газ, като елемент от една газопреносна система е уникално, сложно съоръжение, което съчетава една относително херметична геоложка структура, заедно с изграденото към нея подземно и наземно оборудване.  За съжаление обаче,  функционирането на тези обекти в съвременните пазарни условия е изпълнено със значителни трудности и ограничения. Тук е мястото да се отбележи, но с това и да се признае, че либерализацията на газовия пазар доведе не само до засилване на конкуренцията в газовата индустрия, но и до загуба на част от техническата и търговската ефективност на газовите компании.  Така сред газовите оператори, занимаващи се с подземно съхранение на природен газ, възникват  проблеми с преносните и дистрибуторските компании.

Газовият пазар се либерализира, което се изразява:

•  в разделяне на вертикално интегрираните компании,
•  в разделяне на добиващи, транспортиращи, съхраняващи и търговски компании и
•  в предоставяне на достъп на трети страни до инфраструктурните съоръжения и др. 

Всичко това обаче създава проблеми за големи инвестиционни проекти и съответно за енергийната сигурност на самите потребители.

Следващата погрешна стъпка в тази негативна посока бе решението за развитие на енергийна индустрия без изкопаеми въглеводороди, включително и без природен газ.

Подземните хранилища позволяват да се гарантира снабдяването на потребителите с природен газ независимо от сезона, температурните колебания, форсмажорните обстоятелства и др.  Един от най-важните фактори, които правят природния газ надежден и ефективен ресурс е, че същия може да се съхранява и то в значителни обеми, възлизащи до 30 и повече процента от годишните нужди на дадена държава.  Потребителите се нуждаят от подземни газохранилища (ПГХ), които да им осигуряват максимална гъвкавост, надеждност и ниска цена на доставката на газ.  Обаче компаниите за доставка на природен газ използват ПГХ в една единна тръбопроводна инфраструктура

• за ​​да увеличат обемите на транспортиране,
•  за да оптимизират инвестиционните разходи при създаване на тръбопроводни системи,
• за да осигурят ефективни режими на работа на компресорните агрегати (без скокове в производителността) и да оптимизират работата на съоръженията. 

Характерни особености на съхранението на природен газ в Европа

На пазарите в Западна Европа се получава  ситуация, при която потребителите не са особено загрижени за удължаващия се период на възстановяване на разходите в областта на подземното съхранение, както и за техническите ограничения и геоложките рискове по време на експлоатацията на съоръженията на ПГХ.  На фона на всичко това се взимат решения, които разрушават установените от десетилетия условия за доставки на газ за Европа.  Всичко това в крайна сметка води до формирането на един свръх „ориентиран към клиентите” газов пазар в Европа, който не само създава проблеми за доставчиците и инвеститорите, но и пречи на нормалното развитие на Газова инфраструктура, като цяло.

През последните години на пазара на услуги по „подземно съхранение на природен газ” се появиха нови насоки за използване на капацитети за съхранение, което доведе до появата на нови функции на ПГХ.  Най-забележимите от тях са:

• подкрепа за Възобновяеми енергийни източници – ветрогенератори (вятърни турбини) и фотоволтаици (слънчеви панели);
• балансиране на електрическите мрежи;
• борсово хеджиране на сделки на пазара на газ;
• използване на съоръжения за ПГХ-ща за създаване на нови търговски възможности за пазара на газ;
• съхранение на неконвенционални газове (биогаз, водород, синтетичен метан и др.).

Ключов елемент от тази Нова енергийна доктрина са ПГХ за съхранение на енергия.  По този начин, в съвременните пазарни условия, подземните газови хранилища ще играят ролята на надежден свързващ елемент между различните звена на глобалната система за потребление на енергия - газопроводни мрежи, възобновяеми енергийни източници и енергийни мрежи, отговарящи на нарастващите нужди на потребителите на енергия. 

Трябва да се отбележи, че индустрията „Подземно на природен газ съхранение” в Европа в момента изпитва значителни затруднения. Броят на съоръженията и обемите на съхранение нарастват доста активно от 1970 г. насам, достигайки 111 милиарда куб. м или 20% от годишното потребление на газ в Европа.  Въпреки това за съжаление през последните няколко години, индустрията „Подземно съхранение на природен газ” е в стагнация.  Общо през последните 10 години в Европа са затворени редица ПГХ-ща с общ активен капацитет от около 8 милиарда кубически метра.  В бранша се заговори даже за „Европейски синдром”… 

Причината за тази парадоксална ситуация е съвсем очевидна – хипер либерализацията на газовия пазар в Европа.  Най-чувствителният удар върху индустрията „Подземно съхранение на природен газ” бе нанесен с отделянето на вертикално интегрираните  компании и отделянето на ПГХ-ща в независима от преноса и разпределението на газовите потоци, структура.

За огромно съжаление, Европейската индустрия „Подземно съхранение на природен газ” все още е изправена пред проблем със затварянето или консервирането на редица ПГХ-ща. 

Наистина, либерализацията на газовия пазар има доста добри намерения:

• да увеличи конкуренцията;
• да отвори достъп до индустриалната инфраструктура за трети страни;
• да създаде алтернативи на естествените монополисти;
• да организира недискриминационно предлагане на услуги през Газопреносната мрежа, но всички като че ли забравиха за "Енергийната сигурност" и най-вече, че за такава сигурност трябва да се плаща.

Обаче цената на услугите по съхранение на природния газ включва:

1. Гъвкавост на снабдяването и корекцията на доставката на газ за адаптиране към сезонни, седмични или дневни колебания;
2. Енергийна сигурност на доставките, която ПГХ-ща осигуряват при внезапно нарастване на търсенето, поради промени в метеорологичните условия, поради аварии на газопроводи, прекъсвания на доставките и др., които за съжаление не се оценяват и това не носи приходи за дейноста по „Съхранение на природния газ”;
3. Оптимизация на инфраструктурата – увеличаване на пропускателната способност на Газопреносната мрежа и подпомагане на преразпределението на нейните натоварвания, които също не се оценяват и което отново не носи приходи за тази дейност. 

С раздробяването на компаниите (описано по-горе), изчезва и единния център за надзор и оптимизация, което доведе до „егоистично“ поведение на отделни газови компании, а голяма и важна част от функциите на ПГХ-ща все още не са оценени от Европейския газов пазар. 

Както е описано по-горе, функциите „Енергийна сигурност“ и „Оптимизация на инфраструктурата“ са търсени от пазара, но за съжаление те се възприемат от потребителите едва ли не като даденост, като една самоочевидна „безплатна“ опция. 

Насочвайки се към потребителя на газ и съсредоточавайки основните си усилия върху понижаване на цените на енергията, европейският пазар пренебрегва, а в редица случаи пряко накърнява и игнорира, интересите на определена част от участниците в пазара, което води до деградация на индустрията „Подземно съхранение на природен газ”. 

Проектите за Трансанадолски и Трансатлантически газопроводи (ТАNAP и TAP) са вече в експлоатация.  Свидетели сме на създаването на уникална Единна Газоснабдителна Система, която няма аналози в света неразделна част, от която е „Подземното съхранение на природен газ”.  „Турски поток” е нов газопровод за износ на природен газ от Русия през Черно море до Турция.  Първата тръба от този газопровод с капацитет 15.75 милиарда кубически метра годишно и е предназначена за турските потребители.  

Особеностите на Втората тръба, преминаваща през България („Балкански поток”) се заключават в това, че може да се доставя природен газ за България и страните от Югоизточна и Централна Европа не само от един источник, а от 3 и повече такива.  Такава мащабна, единна и сложна Газопреносна система, в която България е активен ключов участник, изисква изграждането на нови неразделни части от нея, а именно – нови и/или разширени Подземни газови хранилища.   

За безпроблемното и оптимално функциониране на такава Газопреносна система, се изисква минимум 1.6 милиарда кубически метра годишен капацитет за съхранение (обем на Активния газ, който да бъде съхраняван в ПГХ-ща в близост до тръбата).  Днес за тази цел се използва ПГХ „Банатски двор” в Сърбия и частично някои газови хранилища в Унгария, което обаче е твърде недостатъчно и затова към тази система много скоро ще се включи и Подземното газово хранилище „Чирен” в Северозападна България.  В тази връзка ПГХ „Чирен” е в активен процес на разширение с капацитет - до 1 млрд. м3 Активен газ и с дневна производителност 8 - 10 млн. куб. м.

Характерни особености на подземното съхранение на природен газ в САЩ

Характерна особеност на подземните газови хранилищата в САЩ е техният голям брой и малки размери в сравнение газохранилищата в Европа.

Пазарът на услугите по «Съхранение на природен газ» в САЩ е организиран по един елегантен начин с цел да отчитат и удовлетворяват интересите на всички участващи страни на пазара - от големите компании до малките потребители.  Поради това, всички ПГХ-ща в САЩ са разделени на три групи, всяка с приблизително еднакъв капацитет:

• първата трета е собственост и се управлява от местни газоразпределителни компании;
•  втората трета е неразделен конструктивен елемент от Газопреносната система на страната;
•  а останалата трета - принадлежи на независими оператори.

В САЩ е създадена една уникална пазарна структура, даваща възможност да се предоставят услуги по "Съхранение на природен газ" на всеки, който се нуждае от тях.  Съоръженията, които са част от структурата на Магистралните газопроводи, работят в съответствие с предварително установени норми и правила от Федералната комисия за енергийно регулиране (FERC), т.е. от Държавата. 

Работата на ПГХ-ща от местни разпределителни дружества в САЩ също е предмет на държавен контрол.  Това се отнася преди всичко за инвестициите в създаването на нова и разширяването на съществувщата инфраструктура, като тук, както и при магистралните газопроводи, възвръщаемостта на инвестициите също се регулира от Федералната комисия за енергийно регулиране (FERC), т.е. отново от Държавата. 

Текущите разходи на ПГХ и разходите за поддръжката им се покриват по пазарни цени. Въпреки изключително либерализирания пазар на природен газ в САЩ, Държавата стриктно регулира

•  кои налични капацитети за съхранение могат да се продават на свободния пазар, за да се задоволят нуждите на потребителите на газ и операторите на разпределителните мрежи с ниско налягане, и
• кои капацитети трябва да се използват само за осигуряване на експлоатацията на трансконтинентални, междудържавни и вътрешнодържавни газопреносни системи.  

Важно е също да се отбележи, че Държавата контролира спазването на интересите на инвеститорите, тъй като това е пряко свързано с енергийната сигурност на страната. Съхранението на природен газ в ПГХ в САЩ през летния сезон (от м. май до м. септември) се конкурира с производството на електроенергия и Втечнен природен газ (LNG). 

Разширяването на капацитета на Подземните газови хранилища в САЩ през последните години се извършва на фона на нарастващото търсене на газови хранилища с многоцикличен режим на работа.  В тази връзка е даден приоритет на Подземните газови хранилища в солни каверни, но работещи в симбиоза с газохранилища, изградени в изчерпани газови находища (каквото е нашето ПГХ "Чирен").  Таква симбиоза позволява да се получи много ефективно съотношение между пъргавина при нагнетяване (или добиване) на определни количества газ и обем на съхраняваните количества, т.е. голям обем на съхранявания газ и високи дневни производителности.  По този начин в САЩ оптимално се използват приемуществата и се минимизират недостатъците и на двата типа газови хранилища (в изтощени газови находища и в солни каверни), а именно – възможностите за съхраняване на големи обеми природен газ с възможностите за реализиране на високи дневни производителности.  Това са съществени и потенциал задаващи приемущества за всеки участник на газовия пазар. 

Изводи и заключения:

Съхранението на природен газ е неотменна дейност, без която не може да има оптимално, пълноценно и безопасно функциониране на нито една Газопреносна система и най-вече – целогодишна сигурност на газовите доставки (Security of supply) за потребителите, така както те се очакват, съгласно сключените договори.

Като се има предвид значителната капиталоемкост при изграждането на Газопреносните системи, оптимизирането на разходите по тях е от решаващо значение.  Именно експлоатацията на Подземните газови хранилища, успоредно с работата на газопроводите в една Единна система позволява:

• да се определи оптималния диаметър на планираните за изграждане газопроводи;
• по време на добивния период от ПГХ-ща, да се определи възможното редуциране на инсталираните компресорни мощности по газопроводите;
• да се оптимизират технологичните параметри на преноса на газа по газопроводите и оттук -      да се намалят текущите Експлоатационни разходи (OPEX) по газопровода;
• да се съкрати времето за възвръщане на направените инвестиции (IRR, CAPEX) по изграждане на самите газопроводи.

Добрата практика в бранша е доказала, че увеличаването на единица капацитет (мощност) на един газопровод със среден или голям диаметър струва много по-скъпо, от колкото увеличаването на единица капацитет (мощност) на едно подземно газово хранилище особено, когато се касае за увеличаване на капацитета му.

Постигането на повишени безопасни темпове на добив от дадено газохранилище, създава условия за рационално използване на инсталираните компресорни мощности по газопровода в посока на разтоварване на тези мощности.  В тази връзка, приносът на Подземните газови хранилища при формирането на оптималните експлоатационни режими на газопреносните системи е значителен. 

Неглежирането или недооценяването на "Съхранението на природен газ" води до сривове в сигурността на доставките на природен газ за потребителите, както и до опасни проблеми от екологичен и друг характер, особено в условията на свързаност на Газопреносните системи на страните и съвместните дейности на газовите оператори в тези страни.

____________________________________________________________________________________________

инж. Димитър Щерев e завършил магистратура в РУСКИЯ ДЪРЖАВЕН ГЕОЛОГОПРОУЧВАТЕЛЕН УНИВЕРСИТЕТ (МГРИ), Москва, Русия, специалност “Хидрогеология и инженерна геология”.

В процеса на работа е специализирал в областта

- на "Симулирането и оценката на експлоатацията на Газопреносни системи и Подземни газови хранилища” – в офисите на МЕЖДУНАРОДНАТА СЕРВИЗНА НЕФТОГАЗОВА КОМПАНИЯ ШЛУМБЕРЖЕ, (SCHLUMBERGER), ХАНОВЕР, ГЕРМАНИЯ;

- на „Управлението на Инвестиционни проекти в Енергетиката” в ДЪБЛИН, ИРЛАНДИЯ;

- на „Геотермалния резервоарен инженеринг” в УНИВЕРСИТЕТА НА ООН, РЕЙКЯВИК, ИСЛАНДИЯ.

От 1997 г., вече 26 години без прекъсване, работи в БУЛГАРТРАНСГАЗ ЕАД в областта на "Съхранението и преноса на природен газ” и се занимава с оптимизиране на капацитетните възможности на Подземното газово хранилище „Чирен” (ПГХ Чирен), с неговата текуща оптимална експлоатация, рехабилитация, поддръжка и разширение, както и с ролята на този обект за оптимален пренос на природен газ в страната и региона.

Участвал е в инициализирането, управлението, координирането, мониторинга и изпълнението на различни Международни газови проекти, като "ЮЖЕН ПОТОК" и "НАБУКО", в симулирането и предварителната оценка на възможни варианти на българските участъци, както и в проекти, финансирани от Международни институции, като АГЕНЦИЯТА ЗА ТЪРГОВИЯ И РАЗВИТИЕ НА САЩ (U. S. TRADE & DEVELOPMENT AGENCY), ПРОГРАМАТА ФАР - ТРАНСГРАНИЧНО СЪТРУДНИЧЕСТВО, ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ (PHARE CROSS BORDER CO-OPERATION PROGRAM, EU).

Освен това Д. Щерев е участвал в оказването на «Техническа помощ за подобряване на тарифното регулиране на Управлението на Енергийния пазар в Турция чрез въвеждането на подобрена система за мониторинг. (Проектът бе финансиран от Европейския съюз за подпомагане на Енергийния регулатор на Турция EMRA.).

В периода 2013 – 2015 г. Д. Щерев е Началник на управление “Съхранение на природен газ”, БУЛГАРТРАНСГАЗ ЕАД, Централно управление, София, а в периода 1985 – 1995 г. е работил по различни хидрогеоложки и гео-екологични проекти, свързани с уранодобива, геотермалната енергетика и добива на термо-минерални води в България.

От 2008 г. (вече 15 години), Димитър Щерев е член на МЕЖДУНАРОДНИЯ ГАЗОВ СЪЮЗ (WORLD GAS UNION), РАБОТЕН КОМИТЕТ ПО „ПОДЗЕМНО СЪХРАНЕНИЕ НА ПРИРОДЕН ГАЗ”, където има представени и защитени редица разработки, свързани с преноса и съхранението на природен газ в България и Балканския регион, както и с развитието на газовата индустрия в страната.