Despre Eficienţă în Industria Gazelor Naturale

‘’Accelerarea renovării infrastructurilor energetice existente și construcția unora noi este esențială pentru realizarea obiectivelor Uniunii Europene în ceea ce privește politica în domeniul energiei și climei, respectiv finalizarea pieței interne a energiei, garantarea siguranței în aprovizionare, în special cu gaze și petrol, reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră cu 20% (30% în anumite condiții), majorarea cotei deținute de energia din surse regenerabile în consumul final de energie până la 20% și atingerea unei creșteri de 20% a eficienței energetice până în 2020, creșterea eficienței energetice putând contribui la reducerea necesității de a construi noi infrastructuri.’’[1]

Identificarea şi proiectarea soluţiilor moderne, sigure şi eficiente, de vehiculare a gazelor naturale (preluare în sistem, transfer multiplu al proprietăţii, predare către utilizator) necesită un număr foarte mare de calcule tehnice şi economice. Cheltuielile necesare dezvoltării şi realizării unor astfel de sisteme tehnice (Fig. 1), numite tradiţional „sisteme de transport gaze naturale”, depind în primul rând de volumul zilnic sau orar de gaze naturale necesare a fi vehiculate, dar în egală măsură depind şi de deciziile luate de ingineri la alegerea traseului optim al conductelor, diametrele ţevilor utilizate, presiunilor de proiectare, maximelor şi minimelor de operare, locaţiei şi puterii instalate în staţiile de comprimare amplasate de-a lungul rutelor.

Nu trebuie deloc neglijate cheltuielile de operare necesare pe întreg ciclul de viaţă. Prognoza cât mai precisă a acestor cheltuieli este un element cheie în clasificarea alternativelor disponibile. Creşterea cererii de energie, combinată cu restricţiile de mediu, noile criterii de clasificare a eficienţei energetice şi mediul concurenţial actual au condus la înăsprirea criteriilor de selecţie a soluţiei optime. Şi desigur la ceva mai multe nopţi albe pentru echipele de proiect. De regulă, valoarea investiţiei depinde de diametrul conductelor şi de lungimea sistemului propus a fi utilizat pentru volumele de gaze necesare a fi vehiculate.

Dacă se opteză pentru presiuni de operare mari şi foarte mari diametrul conductelor poate fi redus, dar creşte grosimea peretelui conductelor. Desigur, acest impediment poate fi contracarat de inginerii şi de experţii în achiziţia materialelor de bază prin alegerea unui oţel de calitate superioară la un preţ competitiv. Presiunile de proiectare şi operare a noilor sisteme (ex. sisteme în operare OPAL 100 barG, NEL 100 barG, TANAP 95,5 barG, Nord Stream 220÷175 barG, sau a celor în curs de realizare TAP 95 barG, TurkStream 300 barG) conduc la puteri mari necesare agregatelor din staţiile de comprimare. Însă există şi avantaje însemnate, anume reducerea pierderilor hidraulice şi scăderea numărului de staţii de comprimare din sistem. În plus, apare avantajul înmagazinarii unui volum mai mare de gaze naturale în conducte, pentru contracararea variaţiei orare sau zilnice a cererilor de gaze naturale.  Acest joc al variabilelor, duce către un număr mare de necunoscute care de multe ori este mai mare decât cel al ecuaţiilor disponibile, iar metodele iterative de calcul sunt o soluţie acceptată.

Şi dacă toate acestea nu au fost de ajuns, în ultimii ani a mai apărut o provocare : variaţia zilnică a preţului gazelor naturale şi al energiei electrice (Fig. 2) cu impact direct asupra cheltuielilor de operare. Iar inginerilor le-a fost cerut din nou să facă calcule. Multe calcule.

În mod tradiţional operatorii de sisteme din ţările Uniunii stabileau ca agregatele de comprimare, de cele mai multe ori compresoarele centrifugale, să fie acţionate cu turbine de gaz (Fig. 3 Generator de gaze arse aeroderivativ General Electric cu turbină PGT25, putere 23MW ISO, consum orar de 6500 Sm³ gaze naturale, cu un cost anual al gazului de combustie de până la 10 mil. Euro).

Această abordare este însă un capitol închis pentru că aşa cum am amintit mai sus costul serviciului şi eficienţa lui au devenit factori cheie, iar pentru operatorii de sistem eficienţa energetică duce la creşterea competivităţii şi la promovarea inovaţiei. Astfel tot mai mulţi operatori de sisteme au găsit argumentele necesare, justificate prin calcule tehnico-economice şi politici de mediu clare si coerente, că un mixt în flota agregatelor de comprimare între acţionarea compresoarelor cu turbine de gaz şi acţionarea cu motoare electrice este în prezent şi va fi pentru următoarele decade o soluţie investiţională prudentă.

Merită amintite câteva proiecte aflate în fază avansată de implementare care pot fi considerate ca un argument acceptabil în favoarea acestei consideraţii şi tendinţe: a. Cehia, noua staţie de comprimare Kralice ; b. Germania, noua staţie de comprimare Würselen ; c. Austria, modernizarea staţiilor de comprimare Baumgarten, Eggendorf și Grafendorf; d. Bulgaria, modernizarea staţiei de comprimare Valchi Dol.

Toate aceste proiecte vin în urma altora recent finalizate şi aflate în faza de operare, precum : a. Franţa  cu staţiile Chazelles si Etrez; b. Germania cu Weisweiler, Bunde sau Rehden ; c. Belgia cu staţia de la Zelzate (Fig. 4) ; d. Danemarca cu staţia Egtved ; e. Austria cu staţiile Oberkappel Neustift şi Baumgarten WAG.

Care va fi în viitor ponderea celor două soluţii în flota sistemul european de vehiculare a gazelor şi câţi din cei 45+3 de operatori de sisteme vor urma această tendinţă nu este uşor de anticipat. Este şi aici vorba de ecuaţii cu multe necunoscute. Cert este că, aşa cum am amintit, viitorul impune o atenţie mult mai mare asupra cheltuielilor şi reorientarea operatorilor de la abordarea ‘’Nice to have’’ către conceptul ‘’Fit for Purpose’’.

[1] Regulamentul UE nr.347-2013 Privind liniile directoare pentru infrastructurile energetice europene.