Table of Contents
גז טבעי כקרן של הדור המודרני של הכוח
גז טבעי מספק כיום כרבע מהחשמל העולמי, מה שהופך אותו למקור השני בגודלו לאחר פחם.העלייה שלו מונעת על ידי שילוב של יתרונות סביבתיים, גמישות תפעולית, ותחרותיות עלות. כאשר נשרף כוח, גז טבעי פולט כמחצית פחמן דו חמצני של פחם כמעט ללא דו תחמוצת גז או כספית, תמיכה מטרות אוויר נקי יותר בכלכלות מתעשות במהירות.
מעבר לפליטות, התכונות הפיזיות של גז טבעי מאפשרות לצמחי חשמל להצטבר או לרדת במהירות.זה הופך את הדור המכוסה בגז לשותף אידיאלי עבור רוח ושמש, איזון התפוקה לסירוגין שלהם מבלי לדרוש אחסון סוללות יקר בקנה מידה.
עם זאת, אותם תכונות שהופכות גז טבעי אטרקטיבי גם לקשור כוח מתכנן רשתות מרוחקות של צינורות, מתקני ליקפציפאקציה, מכלי רכב, ומסופי גזציה מחדש. להבין כיצד רשתות האספקה הבינלאומיות הללו מעצבות תחנות, מימון, והחלטות טכנולוגיות חיוניות לכל ארגון המעורב בפיתוח תשתיות אנרגיה.
צילום: International Natural Gas Supply chain
שרשרת אספקת הגז העולמית יכולה להיות מחולקת לשני מסלולים עיקריים: תחבורה צינורות וגז טבעי מחוספס (LNG) כל אחד מטיל מגבלות והזדמנויות שונות על מתכנני תחנות כוח.
תשתיות LNG וכבישי סחר גלובליים
LNG עושה סחר בגז באמת גלובלי.התהליך מצמרר גז טבעי ל-162C, צמצום נפחו על ידי גורם של 600 כך שניתן להעביר אותו ברחבי האוקיינוסים במובלות מתוכננות במיוחד.מרכזי היצוא העיקריים כוללים את חוף המפרץ האמריקאי, קטאר, אוסטרליה, ומאוחר יותר רוסיה וממוזמביק.בואים ביפן, דרום קוריאה, סין, הודו, ומדינות אירופיות כמו ספרד, צרפת, צרפת, בריטניה ובריטניה.
עבור מתכנני תחנת כוח, שרשרת LNG פירושה כי עלות הדלק כבר לא רק פונקציה של מחירים מקומיים טוב ראש במקום, זה תלוי דמי רישוי, שערי משלוח, אגירת, ומבני החוזה המקשרים יצרנים לקונים.
מסופי LNG עצמם הם נכסים בשווי מיליארדי דולרים הדורשים 4-7 שנים לתכנן ולבנות.כאשר מדינה חסרה ייצור גז מקומי מספיק, כל תחנת כוח חדשה חייבת להיות ממוקמת יחסית למסוף יבוא קיים או מתוכנן, המקשרת ביעילות את יכולת השיקום של הדור.
רשתות פיפיריות ועצמאות אזורית
קווי צינור נותרו הדרך היעילה ביותר להעביר את פני הגז למרחקים מתחת ל-3,000 קילומטרים. מסדרונות מרכזיים כוללים את נתיבי רוסיה-אירופה, צינור Trans-Mediterranean המקשר בין אלג'יריה לאיטליה, ואת מערכת צינורות החוץ של ארה"ב הנרחבת שמאכילת מאות תחנות כוח ב-48 מדינות נמוכות.
(ב) קווי צינור מציעים תחבורה יציבה, זולה עלות נמוכה שנבנתה פעם, אבל הם יוצרים מנעול גיאוגרפי חזק ב. תחנת כוח שנבנתה 50 ק"מ מצומת צינורות לא יכול בקלות להחליף ספקים אם מתחים פוליטיים משבשים את זרימת הדם או אם יכולת הצינור נמכרת במקום אחר.המרכז של FLT:0Columbia על מדיניות האנרגיה העולמיתFLT:1 מדגיש כי זה תלוי בתכניות כוח חייב לא רק את הזמינות הנוכחית, אלא את הארוכות של מדינות מעבר גיאופוליטיות ארוכות טווח.
באירופה, משבר האנרגיה של 2022 דרזז את הפגיעות הללו.מדינות עם הסתמכות כבדה על מסדרון צינורות יחיד נתקלו בדלקת דלק או בביקוש לצמצום הצמצום.בתגובה, כמה כלי רכב אירופיים דורשים כעת צמחים חדשים שמפוצצים גזים כדי לקבל יכולת דלק כפולה או על אחסון LNG כמיזוג.
השפעות ישירות על החלטות מיקום צמחים
גורם שרשרת האספקה גלוי לציבור הוא המקום שבו צמח נבנה.כל תחנת כוח גז בוערת יושב בצומת של שלוש מגבלות: גישה לאספקת דלק, נקודות חיבור לרשת החשמל, וקצבות היתר סביבתיות.
Proximity toייבוא Terminals ו-Pipeline Taps
בשווקים החוף כמו יפן, דרום קוריאה, ואת חוף המפרץ של ארצות הברית, צמחי גז חדשים אשכול בתוך 10-20 ק"מ של מסוף LNG. זה קרבה להפחית את העלות והסיכון של צנרת, ולהימנע מבעיות ירידה בלחץ על פני קווי זמן ארוכים יותר. צמחים אילנד להסתמך על צינורות קו קו קוויים ראשיים קיימים ולעתים קרובות דורש חוזי תחבורה מוצקה אשר מתחייבים את הצמח לשלם עבור יכולת ללא קשר לשימוש.
מיקום הצמח קובע גם מי מדד המחירים הסיטוני של גז חל על הנרי הובר בארצות הברית, "העברה קונסיביות" בהולנד, יפן מארקר באסיה - מדדים אלה משקפים את יתרות הביקוש האזורי. צמח בספרד שמקורות LNG על אגן האוקיינוס האטלנטי יעמדו בפני דינמיקת מחירים שונה מזו בפולין שקונים גז רוסי תחת חוזה ארוך טווח הקשור לנפט.
תשתיות תזמון ובניה
תחנת הכוח ותשתיות אספקת הגז שלה לא תמיד מגיעות באינטרנט בו זמנית. מסוף LNG חדש עשוי להיות מעוכב על ידי אתגרים רגולטוריים, בעוד תחנת הכוח בנויה על לוח הזמנים - או להיפך, הסיכון המרוקן הזה יכול לגרור צמח ללא דלק או לעזוב מסוף ללא נטילת חומרים.מפתחים דורשים יותר ויותר הסכמי אספקת גז כדי לכלול לוחות זמנים של עיכובים עונשים.
כמה תחומי שיפוט, כגון ועדת הפיקוח על האנרגיה הפדרלית של ארה"ב, לתאם ביקורות על צינורות ומבנה תחנות כוח כדי להתאים קווי זמן.אבל במדינות מתפתחות רבות, מגזרי אספקת הגז והכוח מוסדרים על ידי משרדי ממשלה נפרדים עם תיאום מוגבל.
אפשרויות טכנולוגיות שולמו על ידי שרשרת אספקה
העוצמה של שרשרת אספקת הגז משפיעה ישירות על הטכנולוגיה של טורבינות מפתח בוחר.הבחירה בין טורבינות גז פשוטה, טורבינות גז משולב, ושילוב מערכות חום וכוח מתפתלים על זמינות דלק צפויה ותנודתיות מחירים.
פשוט-Cycle vs. Joint-Cycle
טורבינות גז פשוטות הן זולות יותר, מהירות יותר לבנות, ויכולות להתחיל בתוך 10-15 דקות, מה שהופך אותם אידיאליים עבור שיא חובה. עם זאת, יעילות תרמית שלהם היא סביב 35-40%, כלומר הם צורכים יותר דלק למגוואט-שעה.בבבמבנים מחזור משולבים לתפוס חום ממצה כדי להניע טורבינות, דוחף את היעילות מעל 60% יחידות מודרניות.יעילות זו מעלה עלויות דלק אבל דורשות יותר גורמים גבוהים יותר להצדיק את ההון.
כאשר שרשרת האספקה יציבה ומחירי הגז צפויים, מפתחים נשענים על יחידות מחזור משולבות.בשווקים שבהם יש לייבא גז בתנאים של מיקום תנודתי, שיא צמחים עם טורבינות מחזור פשוט מציעים סיכון פיננסי נמוך יותר.על פי ה-FLT:0US Energy AdministrationFLT:1, כמעט 70% מתוספות קיבולת הגז של ארה"ב מאז 2015 כבר משולבות, המשקפת ביטחון מקומי באספקת חלקיקים פשוטה יותר, כמו גם מחירי פציפדות של דרום מזרח אסיה.
גמישות דלק וזמינות כפולה-פולנית
אי הוודאות של שרשרת האספקה חידשה את העניין בטורבינה כפולה של דלק שיכול לשרוף גז טבעי דלק נוזלי כמו דיזל או kerosene. יחידות אלה לשאת עלויות הון נוספות, אך לספק מדיניות ביטוח נגד הפרעות אספקת גז.כלי רכב אירופיים, לאחר המשבר 2022, יש יותר ויותר יכולת כפולה של דלק עבור צמחים חדשים שיא.
שילוב חום וכוח
כאשר אספקת גז היא בשפע ואמינה, בשילוב חום ותחנות כוח ללכוד את החשמל ואת החום שימושי עבור תהליכים תעשייתיים או חימום מחוזי. גישה זו של ניוון יכול להשיג יעילות כוללת של דלק 80-85%. עם זאת, זה דורש אספקת גז מובטחת כי כל צמצום משבש גם חשמל ותפוק תרמי.
החלטות השקעה ומבנה מימון
צמחי כוח דלים גז הם הון-רגיש, בדרך כלל עולה $ 1,200 דולר עבור קילוואט אפילו לפני תשתיות אספקת גז. Lenders ומשקיעים הון לבדוק את שרשרת אספקת הדלק כמו הטכנולוגיה של הצמח.
חוזים ארוכי טווח ובנקאות
עבור רוב הצמחים במימון הפרויקט, המלווים דורשים הסכם אספקת גז המכסה לפחות 10-15 שנים של פעולות. חוזים אלה מציינים כרכים, פורמולה מחירים, נקודות משלוח. צמח ללא הסכם אספקת גז מאובטח אינו יכול להגיע קרוב פיננסית. במדינות LNG-importing, הסכם אספקת הגז הוא לעתים קרובות חזרה-ל-חזרה עם הסכם מכירה לטווח ארוך ורכישה בין המספונסרים לבין מפיק עדכני של ספירת ה-F: 15 שנים ל-F-F-upal-upation:
סעיפים Take-or-pay הם סטנדרטיים: תחנת הכוח חייבת לשלם עבור נפח מינימלי של גז גם אם היא לא באמת לוקח משלוח.שינויים אלה סיכון רב היקף מהספק למפעילי הצמח.מפתחים חייבים להבטיח כי הסכמי רכישת החשמל שלהם עם שירותים מאפשרים התאוששות עלות עבור חיובים גזים קבועים אלה.
אסטרטגיות להורדת מחירים
תנודתיות במחירי הגז מאיימת ישירות על רווחיות הצמח. צמח עם הסכם רכישה קבוע של כוח לא יכול לשרוד עלייה מתמשכת במחירי גזים במקום. לנהל את זה, ספונסרים בפרויקט בדרך כלל משתמשים גידור פיננסי כגון חילופי, אפשרויות, או צווארוןים כי נעילה במחירי הגזים עבור 3-5 השנים הראשונות של פעולות.בכמה שווקים, כגון ארה"ב, נזילות גזים עתידיים מאפשרות זאת עלות נמוכות בשווקים, באמצעות עלויות נמוכות, הוא זמין פחות מכווץ, באמצעות למערכות פחות משווקים, באמצעות למערכות פחות מחסומי חשמל.
השפעת מחירי הפחמן
כאשר ממשלות מיישמות מסים או מערכות מסחר בפחמן, העלות האפקטיבית של הדור הנופל על ידי גז עולה.מערכת המסחר של האיחוד האירופי מוסיפה כעת כ-15-25 דולר ל-MWh בעלות של כוח מכוס גז, בהתאם למחירי פחמן.מפתחים חייבים מודל שצפוי לעלות על פני חיי הצמח של 20-30 שנה ולגרום להם להיכנס לטכנולוגיות ולהחלטות דלק.
ניהול סיכונים בסביבה גאופוליטית
שרשרת אספקת הגז הבינלאומית אינה רק מערכת כלכלית – היא מוטבעת עמוק בגיאופוליטיקה.המתכננים של תחנת הכוח חייבים לשקול סיכונים פוליטיים שיכולים לשבש את אספקת הדלק מסיבות שאינן קשורות ליסודות השוק.
ריכוז ופיזור אספקה
מדינות שמסתמךות רבות על ספק בודד עומדות בפני פגיעות חריפה.ב-2021, אירופה ייבאה 155 מיליארד מ"ק של גז צינורות רוסי, המייצגות כ-40% מסך אספקת הגז הכוללת שלה עד 2023, לאחר הפלישה לאוקראינה, הנתון הזה ירד לכמעט אפס. פלאנרים באירופה בונים כיום נתיבי אספקה מרובים: LNG מארה"ב, קטאר, וניגריה חדשים מנורווגיה ואזרבייג'ן; ו-ביו-ממתאן נושאים כעת רשתות קיימות, אך הן בעלות גבוהה יותר, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, אך הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, אך הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, אך הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, אך הן קיימות, הן קיימות, אך הן קיימות, הן קיימות כיום, אך הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן אינן קיימות, הן קיימות, אך הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות, הן קיימות,
באסיה, יפן רדפה זמן רב בגוון, מיקור חוץ מאוסטרליה, מלזיה, קטאר, ארה"ב ורוסיה, גם כן, אסון Fukushima והפסקת הגרעין לאחר מכן הגבירו את התלות LNG של יפן באופן דרמטי.המדינה שומרת כעת על אחסון גז אסטרטגי שווה ל-20 ימי הצריכה, המנוהלת על ידי חברת הנפט, הגז והמתכת היפנית הלאומית.
סיכון המדינה
קווי צינור שחוצים גבולות מרובים מגבירים את הסיכון. מחלוקת בין מדינת מעבר למדינה יצרנית יכולה לקצץ אספקה למדינות במורד הזרם, כפי שקרה בשנים 2009 ו-2014 בין רוסיה ואוקראינה. Power Plant Planners במדינות עצמאיות מעבר לבנות יותר ויותר ריצוף לאספקת דלק: חוזים כפולים, אחסון אתרי, או יכולת גיבוי של דלק.
איומים על אבטחת סייבר ואיומים
תשתיות גז הן פגיעות להתקפה פיזית ולחדירה ברשת.החבלות של צינורות הנובלים הראו כי מתקני תת-ימיים יכולים להיות מוגבלים על ידי שחקנים מדינה או לא-מדינה.על קרקע, תחנות דחיסה צינורות, מתקני טעינה LNG ומערכות בקרה הם כל מטרות פוטנציאליות. מפעילי תחנת כוח משלבים דרישות אבטחת סייבר להסכמי אספקה גז ומשקיעים במסלולי אספקת גז, אשר על ידי חנק גבוה.
מגמות עתידיות מעצבות את ה-Gal-Power Nexus
כמה התפתחויות מתעוררות ישתנו עוד יותר כיצד רשתות אספקת הגז הבינלאומי משפיעות על תכנון צמחי הכוח בשני העשורים הבאים.
הידרוגן בלגן ודקרבה
טורבינות גז רבות יכולות כבר למזג את התערובת של גז טבעי ומימן עד 30% מימן על ידי נפח ללא שינויים גדולים. כמה יצרנים, כולל GE, סימנס, ומיקומישי, להציע מערכות שלבעירה המסוגלות 100% לירות מימן. Power Plant Planners להעריך נכסים חדשים היום חייב להחליט האם להשקיע בטורבינה מימן, אלה לשאת 5-15% עלות הון, אבל עמידת עתיד נגד שרשרת ייצור מימן, בסופו של דבר, תלויות מוקדם של יעילות.
לכידת פחמן, אוחוסן ואחסון
החלת תחנות כוח של גז עם ציוד לכידת פחמן היא טכנית אך יקרה, הוספת 40-80 דולר טון של CO2 שנתפס. כמה פרויקטים בארה"ב, קנדה, ובריטניה מדגימים לכידת לאחר-הקפה על טורבינות גז.עבור צמחים חדשים, עיצוב-ל-capture מתקרב חלל מילואים וצנרת ליחידות לכידת פחמן עתידיות.
שילוב עם חידושים ואחסון
התפקיד של הדור של גז-אש משתנה מעומס בסיס לגיבוי גמיש.ברשתות עם חדירה מתחדשת גבוהה, צמחים גזים לרוץ פחות שעות בשנה, אשר משנה את הכלכלה של השקעות צמחיות ואספקת גז. צמח הפועל ב-20% קיבולת גורם לא יכול להיות מסוגל לתמוך בחוזה תחבורה גז מוצק כי לוקח 80%.
« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «
מסופי LNG המסורתיים הם מתקנים מרכזיים גדולים.בשנים האחרונות, צמחים קטנים בגודל LNG עם יכולת מתחת ל -500,000 טון בשנה החלו לשרת איים מרוחקים, פארקים תעשייתיים, ומבצעי כרייה.צמחים אלה מאפשרים ייצור חשמל מבוזר באזורים שהופעלו קודם לכן רק על ידי דיזל.הם גם מאפשרים התרחבות של תחנת כוח מודולרית, מצטברת שיכולה לטעון צמיחה ולא להמר על יחידה גדולה, קטנה, נושאת פחות שרשראות גדולות יותר, והיא פחות ולוגיסטיקה, היא , והיא פחות , והיא פחות , והיא מבוססת סגסוגת.
מחקרים בנושא תכנון צמחים אספקת-Chain-Driven
שתי דוגמאות ממחישות כיצד המציאות של שרשרת האספקה מתרגמת בהחלטות תכנון קונקרטיות.
אירופה: מהתמכרות פיפירית למספר קורידיטורים
האיחוד האירופי אישר 30 GW של יכולת חדשה של גז מאז 2022, בעיקר להחליף אספקה רוסית ועצירה של מחויבויות מתחדשות. כמעט כל צמח חדש כולל יכולת יציבה במסוף LNG וחוזה לאספקת LNG משתי מדינות לפחות בעולם כמו גרמניה, אשר הסתמכות היסטורית על גז רוסי, הן בניית יחידות אחסון צף ושיקום גזים בקצב מהיר - כלומר, בין שני מרכזי בנייה חדשים, אשר נמצאים בטווח שבין 5 שנים, לעומת תחנות כוח תעשייתיות, אשר נמצאים בטווח הארוך, אשר נמצאים בסמוך ל-5 שנים.
יפן: ביטוח דלק אחרי פוקושימה
יפן סגרה את רוב הצי הגרעיני שלה לאחר אסון Fukushima משנת 2011, והגבירה את ההסתמכות שלה על יבוא ל-LNG עד 2022, הדור שנבע משריפה גז סיפק כ-35% מהחשמל של המדינה.השימושים היפניים הגיבו במשא ומתן על חוזים גמישים ל-LNG המאפשרים מטענים לשווקים אחרים, בניית אחסון LNG צף במקומות אסטרטגיים, והשקעה בפרויקטים של גזים כדי להבטיח ייצור גז חדש בתחנות דלק ביפן, הם נועדו לעמוד במכוניות טבעיות, תוך שמירה על סוללות, תוך כדי שמירה על סוללות טבעיות, תוך כדי שמירה על סוללות, תוך כדי שמירה על סוללות, ומכוניות לאסון, ומכוניות חשמליות גבוהות יותר, תוך כדי שמירה על סוללות גבוהות יותר, תוך כדי שמירה על סוללות גרעיניות, וכיסוי אוויריות, וכיסוי אוויריות, בתנאי ששומרות, על סוללות גרעיניות, ותחזוקת סוללות גרעיניות, ומכוניות אוויריות, על סוללות אוויריות גבוהות יותר, ותחזוקת סוללות גבוהות יותר, בתנאי אחסון אוויריות, ומכוניות לאסון, בתנאי ששומרות, על סוללות דלק גרעיניות על סוללות אוויריות גבוהות יותר, על סוללות גבוהות יותר, תוך שמירה על סוללות אוויריות, ואספקה גבוהה, על סוללות אוויריות, על סוללות אוויריות, ועלויות דלק גרעיני
שיקולים אסטרטגיים עבור קובעי מדיניות אנרגיה
עבור ממשלות ורגולטורים, הקשר בין רשתות אספקת גז ותכנון צמחי כוח יש השלכות ישירות על מדיניות האנרגיה.
ראשית, תכנון תשתיות גז ותכנון מגזר כוח חייב להיות מסונכרן.אם ממשלה מסבסדת דור מתחדשים תוך מתן למפעלי גז להיות ממוקם ללא סידורי דלק מאובטחים, התוצאה תהיה נכסים בלתי מזוהמים ועלויות מערכת גבוהות יותר. לתאם היתרים של צינורות, מסופים, תחנות כוח להפחית עיכובים ומונעים השקעות מרופפות.
שנית, המנדטים לגוון יכולים להפחית את הסיכון המערכתי ללא החלטות טכנולוגיות.לבקש מתחנות גז חדשות להפגין חוזים משני מקורות אספקה לפחות מעודדים פיתוח שוק ולא מניפולציה של סוגי דלק ספציפיים.
שלישית, שקיפות במחירי הגז ונתוני האספקה מאפשרת תכנון טוב יותר.מדינות רבות חסרות נתונים ציבוריים על יכולת צינורות, מסוף LNG באמצעות חישוב, או ממציאי אחסון.פרסום נתונים אלה מאפשר שירותים ויצרניות כוח עצמאיות לקבל החלטות מושכלות של ישיבה וחוזה.
רביעית, מדיניות שמתמוך בטורבינות מימן ומניפול פחמן יכולים להרחיב את החיים הכלכליים של צמחי גז מעבר ל-2040, תוך החלפה לרשת מחוסמת לחלוטין.מדיניות זו צריכה לכלול תקני ביצועים טכנולוגיים-ניטראליים שמגמלים תפוקה נמוכה פחמן ולא מרשם דלקים ספציפיים.
מסקנה
רשתות אספקת גז טבעי בינלאומיות אינן רקע סטטי לתכנון צמחי כוח - הן קלט דינמי, לעתים קרובות תנודתי שמעצב כל החלטה מרכזית מבחירת האתר לקביעת מבנה הטכנולוגיה.הימים שבהם צמח יכול פשוט להיבנות על צינור ובהתחשב באספקת דלק לא מחוספסת נמצאים מעל.בעידן של מתח גיאופוליטי, שוק LNG מארגן מחדש, וצמצום מגבלות פחמן, תוכניות כוח חייב להיות אספקת חשמל.
הבנת התשתית, מנגנוני התמחור, מסגרות החוזה ופרופילי הסיכון של שוק הגז העולמי כבר לא אופציונלית.זה מרכזי להבטיח כי תחנות הכוח המתוכננות כיום יפעלו באופן אמין, מבחינה כלכלית, וציות למטרות סביבתיות מתפתחות.עבור מהנדסים, מפתחים וקובעי מדיניות כאחד, האתגר הוא לבנות יכולת של גז שעדיין קיימת במזג אוויר משתנה במהירות, שם שרשרת האספקה היא יעילה כמו יעילות טורבונית חשובה.