GAZ ZIEMNY PALIWEM XXI WIEKU - FAKTY I DYLEMATY 1. WSTĘP Szybkie przemiany zachodzące w przemyśle gazowniczym przy równocześnie rosnących cenach węglowodorów skłaniają do oceny na ile trwała będzie pozycja gazu ziemnego na rynku energetycznym w XXI wieku. I tu warto się odnieść do materiałów 23 Światowego Kongresu Gazowniczego, który się odbył w dniach od 5-9 czerwca br. w Amsterdamie. W czasie Kongresu dyskutowano o wielu problemach związanych z szeroko pojętym przemysłem gazowniczym. Można je zestawić w trzy następujące grupy tematyczne: korzyści wynikaj ące z wykorzystania gazu ziemnego. zadania stojące przed przemysłem gazowniczym, dylematy przemysłu gazowniczego. Do korzyści związanych z gazem ziemnym zaliczono: wzrost zapotrzebowania na paliwa z niską zawartością węgla /tzw. proces dekarbonizacji/ w szczególności na gaz ziemny, wzrost zapotrzebowania na gaz ziemny jest szybszy niż na inne paliwa ponieważ jest on wygodny i niezawodny w stosowaniu, wykorzystanie gazu ziemnego może być szersze niż dotychczas np.: do produkcji energii elektrycznej, w prywatnym i publicznym transporcie szczególnie w dużych miastach i metropoliach oraz obszarach przemysłowych o dużym zanieczyszczeniu powietrza, w małych i średniej wielkości przedsiębiorstwach szczególnie w szybko rozwijających się regionach gdzie odczuwa się braki w zakresie dostarczanej energii itp., ogromne i stale zwiększające się zasoby gazu ziemnego dzięki zaawansowanej i stale ulepszanej technice poszukiwawczej, stale poprawiające się bezpieczeństwo związane z wykorzystywaniem gazu ziemnego, globalna liberalizacja rynku gazu ziemnego może stanowić dodatkową korzyść w zakresie jego wykorzystania w większym stopniu niż dotychczas. Ten pozytywny obraz przemysłu gazowniczego może zakłócić fakt, że rozwiązać trzeba wiele kwestii takich jak: mankamenty regulacji prawnych w zakresie dostaw i zapotrzebowania na gaz mogą osłabić działania biznesowe i inwestycyjne, polityka i podejmowane decyzje w zakresie niezbędnego w przyszłości wykorzystywania odnawialnych źródeł energii może stworzyć wrażenie, że gaz traktuje się jako paliwo tymczasowe, rozszerzające się dyskusje na temat dostępu do źródeł energii oraz jej dostarczaniu z terenów słabo rozwiniętych, przy zwiększających się wymaganiach rdzennej ludności, a łączy się to ze wzrostem ryzyka w zakresie poszukiwań, wydobycia i transportu węglowodorów,
wydobywanie metanu ze złóż węgla może się stać poważnym uzupełnieniem rynku gazu ziemnego, uruchomienie niekonwencjonalnych złóż gazu może dostarczyć nowych paliwgazowych; np. gazyfikacja łupków bitumicznych może się stać konkurencyjna w stosunku do dotychczasowego rynku gazu ziemnego, odnawialne źródła energii takie jak np. wiatr, słońce czy biomasa mogą się stać konkurencyjne i obniżyć rolę gazu ziemnego, bezpieczeństwo dostaw może zostać zagrożone przez perturbacje polityczne w krajach eksportujących gaz ziemny, lub krajach tranzytowych, zakres działań badawczo rozwojowych i rozwój rynku gazowego może być ograniczony przez współzawodnictwo i jego liberalizację, długoterminowe finansowanie wydobycia, transportu i systemów dystrybucji może być krępowany przez brak pewności w zakresie: czynników wpływających na przyszły rozwój rynku /ceny energii, ceny CO:, podatki, opłaty celne/; przepisy i regulacje prawne /działania po Konferencji w Kioto, liberalizacja/; rozwój technologii/ rola LNG i CNG, decentralizacja systemów energetycznych, nowe paliwa gazowe i sposoby ich wykorzystania/. To co napisano powyżej prowadzi do wielu rozterek związanych z przemysłem gazowniczym takich jak: czy dostawy z istniejących zasobów będą dostateczne i jakie będą możliwe do przyjęcia koszty wydobycia gazu w przyszłości?, czy przemysł gazowniczy znajdzie rozwiązanie w zakresie kooperacji z innymi, konkurującymi z nim sektorami energetycznymi /węgiel, ropa naftowa, energia jądrowa/?, czy przemysł gazowniczy ustali wzajemnie korzystne relacje z dostawcami energii ze źródeł odnawialnych tak, aby umocnić swoją rolę tymczasową?, czy elastyczność dostaw /wydobycie, handel, magazynowanie/ rozwiną się w taki sposób, aby zabezpieczyć stałe dostawy gazu?, czy międzynarodowy rynek gazu ziemnego w przyszłości zostanie zdominowany przez wolny rynek czy też przez interwencje i zarządzenia państwowe i czy przemysł gazowniczy będzie przygotowany na takie alternatywne rozwiązania?, czy przyszłość rynku gazowego zostanie zdominowana przez międzynarodowe koncerny czy też przez firmy państwowe i jak ich koegzystencja wpłynie na przemysł gazowniczy?, jak rozwój przyszłych technologicznych rozwiązań w zakresie struktur związanych z zapotrzebowaniem i dostawami gazu ziemnego wpłynie na kształt przemysłu gazowniczego i technologiczne kombinacje z dostawcami energii z innych źródeł?, czy przemysł gazowniczy podtrzyma swoją znacząca pozycję w związku z fundamentalnymi zmianami jakie mogą nastąpić w najbliższym czasie na rynku energetycznym? W świetle tego co napisano powyżej warto przedstawić całościową ocenę przemian i procesów zachodzących aktualnie jak i w przyszłości we wszystkich ogniwach przemysłu gazowniczego i rynków gazowych. 2. PRZEMYSŁ GAZOWNICZY -STAN AKTUALNY I TENDENCJE PRZYSZŁOŚCIOWE Przemysł gazu ziemnego odgrywa coraz większą rolę w Świecie, tak w sensie ekonomicznym, jak i politycznym. Struktura tego przemysłu, jego wielkości, jak i oczekiwania mają istotny wpływ na jego efektywność i pewność funkcjonowania. Głównymi czynnikami powodującymi rozwój i ekspansję przemysłu gazowniczego, wg [2], są: gaz ziemny jest nośnikiem energii najbardziej pożądanym obecnie w Świecie, rozwój technologii LNG oraz rynków LNG powoduje, że regionalny handel gazem zaczyna mieć wymiar globalny, przesunięcie punktu ciężkości na zapotrzebowanie na gaz, w miejsce ofert na dostawę gazu, powoduje wzrastające zainteresowanie zasobami i złożami gazu ziemnego; staje się widoczna silna
konkurencja krajów w poszukiwaniu zasobów gazu, które mogą być eksploatowane i mogą zapewnić kontrakty na dostatecznie długi okres, zarysowała się, bezprecedensowa w skali czasowej, dążność do zapewnienia długoterminowego wydobycia gazu, jego przesyłu i dystrybucji, zasady regulacji funkcjonowania przemysłu gazowniczego, rynków gazu ziemnego znajduje się obecnie w fazie istotnych zmian, zarówno na poziomie regionalnym, jak i międzynarodowym; porównywanie, również współzawodnictwa" różnych systemów regulacji staje się istotnym elementem stabilizacji przemysłu w sensie: zgodności dostaw z potrzebami, wahań cen, nakładów inwestycyjnych oraz bezpieczeństwa dostaw, pomimo słabszych lub silniejszych trendów liberalizacyjnych gaz ziemny pozostaje pod silnymi politycznymi wpływami; jest to jedyny pierwotny nośnik energii, który jest kontrolowany prawie w każdym ogniwie łańcucha gazowego. Ludność Świata w 2050 r. osiągnie liczbę 9 mld ludzi i dostawa energii w tym okresie dla tej liczby ludności, może być zapewniona jedynie przy dużym udziale surowców węglowodorowych, ale również i węgla. Obraz przemysłu gazowniczego w okresie do 2030 roku oglądany z różnych stron, wygląda tak, że zużycie gazu ziemnego w Świecie będzie wzrastało średnio o 2,3% rocznie, to znaczy z 2442 mld m /rok w roku 2000 do ok. 4831 mld m7rok w 2030 roku, co stanowiłoby ok. 25% globalnego zużycia energii. Gaz stanie się w ten sposób drugim, po ropie naftowej, nośnikiem energii w Świecie, spychając węgiel na trzecią pozycję. Zapotrzebowanie na gaz wzrośnie we wszystkich sektorach gospodarki, ale najbardziej w sektorze energetycznym, z 734 mld m3/rok w roku 2000 do 1845 mld m3/rok w 2030 roku. Na ograniczenie zużycia gazu zaczynają w coraz większym stopniu wpływać jego ceny. Może się okazać, że będą trudną do pokonania barierą, co wyraźnie rysuje się obecnie w USA [1]. Fakt ten skłania inwestorów do poszukiwania innych rozwiązań energetycznych oraz innych nośników energii, w tym z powrotem w technologiach węglowych. Przewidywany wzrost partycypacji gazu w sektorze wytwarzania energii elektrycznej i ciepła stwarza możliwości na wiązanie się przemysłu gazowniczego z przemysłem energetycznym, tworząc łańcuch integracji pionowej. Ten proces na rynkach energetycznych jest już widoczny. 3. WYDOBYCIE I DOSTAWA GAZU Zasoby gazu ziemnego w Świecie, te rozpoznane i potwierdzone do końca 2004 r., wystarczyłyby na ok. 70 lat. Należy jednak zaznaczyć, że rokowania na odkrycie nowych złóż są wielce korzystne i zasoby perspektywiczne szacowane są jako dwukrotnie wyższe niż potwierdzone. Wzrost wydobycia gazu i zapełnienia luki między potrzebami a własnym wydobyciem w Ameryce Północnej i Europie ma należeć do wąskiej grupy krajów jak: Rosja, krajów Środkowego Wschodu, Afryki, rejonu Morza Kaspijskiego oraz Ameryki Południowej. Największy przyrost w wydobyciu gazu bo aż 4% rocznie w okresie 2000 do 2030 jest spodziewany właśnie na tych obszarach. Nowe złoża, lub też zagospodarowywane złoża usytuowane są w trudno dostępnych regionach, koszta transportu, a więc i ceny gazu będą miały trend zwyżkujący. Nie rozwiąże problemu technologia LNG pomimo znacznych postępów, gaz LNG nie jest i nie będzie tanim nośnikiem energii. Koniecznym jest zwrócenie uwagi na uwarunkowania bezpieczeństwa, wydobycia i transportu gazu, a także perturbacje polityczne mogące się pojawić na wydłużających się drogach tranzytu gazu. Istotną rolę mogą odegrać systemy podziemnych magazynów gazu. 4. REGULACJE RYNKOWE Panuje przekonanie, np. w krajach Międzynarodowej Unii Gazowniczej (1GU), że jak dotychczas regulacje są bardziej sztuką" niż nauką. Model regulacji powinien spełniać następujące postulaty: właściwie odzwierciedlać zmiany wywoływane przez tworzący się globalny rynek gazu ziemnego,
być zgodny z oczekiwaniami konsumentów w obszarze konkurencji na rynku gazowym, zwłaszcza zależnym od importu, tworzyć sprzyjające warunki rynkowe dla konkurencyjnych dostaw gazu (wwiększych ilościach) i bezpieczeństwa dostaw. Producenci gazu dążą do dywersyfikacji dostaw. Natomiast nie jest wskazana nadmierna fragmentaryzacja przemysłu gazowniczego ze względu na import gazu. Może to doprowadzić do zakłóceń w funkcjonowaniu rynku. Tylko rynki gdzie produkcja i konsumpcja gazu podlegają tym samym regulacjom mogą dać pożądane rezultaty. 5. HANDEL GAZEM Największym eksporterem gazu w okresie do 2030 roku stanie się, wg prognoz IGU (International Gas Union) region Środkowego Wschodu. Połowa światowego handlu gazem będzie przypadała na łańcuch LNG. Wydaje się, że skroplony gaz ziemny (LNG) umożliwia bardziej swobodny handel, czego nie można powiedzieć o przesyle rurociągami. Handel LNG tworzy właściwie globalny rynek, o zasięgu światowym. 6. ZMIANY KLIMATYCZNE - HANDEL EMISJAMI Protokół w Kioto wymienia sześć gazów powodujących tzw. efekt cieplarniany. Są to: dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4), tlenki azotu (N2O, NOx), hydrofluorowęgle (HFCs), penfluorowęgle (PFC's) oraz sześciofluorek siarki Emisja CO2, związana z wytwarzaniem energii i ciepła, wg prognoz IEA (International Energy Agency) wzrośnie w 2025 roku o 81% w stosunku do 2000 r. Gaz ziemny będzie odpowiedzialny za wydalenie do atmosfery 3450 mln ton C02, natomiast całkowita emisja jest szacowana liczbą 38790 mln ton/rok w 2025 r. A zatem gaz ziemny partycypujący w wytwarzaniu energii w 25% ma 9% udział w emisji C02. Jest to bardzo poważny argument na rzecz przemysłu gazowniczego, nie na tyle jednak silny aby wpływać decydująco na ceny gazu. Handel zezwoleniami na emisję C02, regulacja barier emisyjnych są nadal nieprecyzyjnie ujęte normami prawnymi. 7. CENY GAZU Będą rosły nadal i okres względnie taniego gazu raczej bezpowrotnie skończył się. Ceny gazu będą pobudzały inwestowanie w przemysł gazowniczy oraz spowodują dalsze zróżnicowanie w dostawach gazu rurociągami bądź transportami LNG. Podstawą wyznaczenia cen gazu są i będą nadal ceny ropy naftowej, chociaż zauważa się również indeksacje cen w stosunku do cen energii elektrycznej lub węgla. Ta ostatnia tendencja jest zauważalna zwłaszcza tam gdzie pojawiają się alternatywne źródła energii (np. węgiel, energia jądrowa). 8. INWESTYCJE Wielkość inwestycji przemysłu gazowniczego do 2030 roku estymowana jest liczbą 3200 mld USD (tzn. ok. 1000 mld USD/rok). Z tej sumy ok. 60% przypada na poszukiwanie i zagospodarowanie nowych złóż gazu ziemnego. Rynek gazu oraz inwestycje gazowe będą narażone na silną konkurencję ze strony przemysłu naftowego, węglowego oraz energii elektrycznej. Cechą charakterystyczną przemysłu gazowniczego jest to, że okres zwrotu nakładów jest znacznie dłuższy niż w sytuacji przemysłu naftowego i energii elektrycznej. Rysują się też tendencje do integracji pionowej, jako kurtyny ochronnej w stosunku do ryzyka w inwestycjach przemysłu gazowniczego. Istotny wpływ na, w ogóle podjęcie inwestycji, mają i nadal będą miały długoterminowe kontrakty
gazowe. 9. GENERACJA ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA Wykorzystanie gazu w energetyce jest związane z: dużą efektywnością stosowania cykli kombinowanych, turbin gazowych i parowych(ccgt, CHP), sprawnością w wytwarzaniu energii elektrycznej osiągającej 50%, natomiast całkowita sprawność od paliwa gazowego do energii elektrycznej i ciepła jest rzędu 80%, a nawet wyższa, niższymi kosztami inwestycji, eksploatacyjnymi, krótszym czasem zwrotu, mniej złożonym projektowaniem i konstrukcją, w stosunku do energetyki nuklearnej oraz hydroenergii. 10. MODELE PROGNOZOWANIA ZUśYCIA ENERGII Ocenę wielkości potrzebnej energii uzyskuje się z rezultatów modelowań różnych scenariuszy ekonomicznych i politycznych. Jednym z narzędzi programowania stosowanych przez IEA (International Energy Agency) jest model WEM, który jest złożony z pięciu modułów: zapotrzebowanie na energię, wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła, przetwarzanie surowców, wydobycie nośników kopalnych oraz emisji i handlu emisjami. Danymi zewnętrznymi są: wielkość dochodu narodowego, stosunki demograficzne, gospodarstwa domowe i sektor komunalno-bytowy, ceny nośników energii (paliw kopalnych) na rynkach międzynarodowych oraz postęp techniczny. W Polsce, w Akademii Górniczo-Hutniczej przeprowadzono modelowanie zapotrzebowania na gaz do 2050 roku (im dłuższy okres czasowy tym nie pewniejsza prognoza) uzyskując informację, że w 2010 roku zużycie gazu będzie pomiędzy 14-16 mld m3/rok (prognoza jak do tej pory sprawdza się) [3]. LITERATURA [1] Eve S. Sprunt E.S.: Natural Gas - Image vs, Reality. Journal o Petroleum Technology, February 2006. [2] Report of Programme Committee B IGU. Strategy, Economy and Regulation. 23d World Gas Conference, Amsterdam 2006 [3] Siemek J., Nagy S., Rychlicki S.: Estimation of natural - gas consumption in Poland based on the logistic - curve interpretation. Applied Energy 75, 2003. NATURAL GAS AS THE FUEL OF XXI CENTURY - FACTS AND DILEMMAS Key words: natural gas, gas market review Summary. In the paper a review of natural gas market is presented in the light of the discussion and publications of the 23r World Gas Conference in Amsterdam. Autorzy: prof. dr hab. inż. Stanisław Rychlicki, Akademia Górniczo - Hutnicza w Krakowie, prof. dr hab. inż. Jakub Siemek, Akademia Górniczo - Hutnicza w Krakowie Źródło: Rynek Energii" - nr 6/2006