Главное
Европа намерена снизить свою зависимость от импорта российского газа. Одним из способов существенного снижения спроса на газ в Европе может быть перевод отопления жилых помещений с газа на электрические тепловые насосы, но на это уйдут многие годы.
• Сокращение импорта газа из России в Европу требует снижения спроса
• На отопление приходится более 1/3 потребления газа в Европе
• Бытовая потребность – более 1/4 общей потребности (в основном отопление). 100 млрд куб м – отопление, 25 млрд куб м – горячее водоснабжение
• Переход на тепловые насосы снизит потребление газа на 29 млрд куб м, даже если газ обеспечит их выработку электроэнергии
• Процесс займет от 5 до 10 лет, даже если скорость монтажа увеличится в 10 раз
• угроза поставкам «Газпрома» в Европу; скорее долгосрочная перспектива
В деталях
Европа намерена резко снизить зависимость от российского газа. Россия обычно покрывает 35-40% потребности Европы в газе, что соответствует 140-180 миллиардам кубометров в год. Ощутимое сокращение объемов требует сочетания альтернативных поставок: увеличение объемов СПГ, увеличение внутреннего производства, увеличение импорта по трубопроводам из Северной Африки, Центральной Азии и т д., а также снижение спроса.
В этом обзоре, первом в серии отчетов о европейской кампании по сокращению импорта российского газа, мы сосредоточимся на последнем факторе, в частности на внутреннем использовании газа, где значительное сокращение спроса может быть возможно как технически, так и технически экономически.
Использование газа в домах составляет 1/4 от общего объема, потенциал сокращения очевиден. Европа обычно потребляет около 470 млрд кубометров газа в год, из которых, по нашим оценкам, 170 млрд кубометров приходится на сезонное отопление. Между тем европейские домохозяйства используют 125 млрд м3 газа в год, или 26% от общего объема, в основном для сезонного отопления домов (100 млрд м3), а также для нагрева воды (25 млрд м3).
Другими словами, домохозяйства можно рассматривать как очевидную цель сокращения спроса. Кроме того, в отличие от сектора электроэнергетики, технология замены прямого использования газа уже проверена, экономична и реализована на рынке.
По нашим оценкам, установка электрических тепловых насосов (даже если электроэнергия для них поступает от АЗС) могла бы снизить потребление газа в Европе на 29 млрд кубометров, но не сразу.
Все зависит от момента: на снижение спроса уйдет от 5 до 10 лет. Даже если темпы установки тепловых насосов возрастут в 10 раз (сложная задача из-за двух узких мест, связанных с ограниченным количеством квалифицированных монтажников и поставщиков оборудования), потребуется более 10 лет, чтобы оборудовать половину немецких домов теплом тепловые насосы. Таким образом, существенное снижение потребности в газе может быть достигнуто не ранее, чем через 5 лет.
Последствия для Газпрома: риск ограничен в краткосрочной перспективе, но значителен в долгосрочной перспективе. В ближайшие 1-3 года риск для прибыльного экспорта газа Газпромом в Европу из-за перехода модели отопления жилых помещений с прямого использования газа на тепловые насосы представляется незначительным.
Даже Международное энергетическое агентство, опубликовавшее недавно план сокращения импорта российского газа из 10 пунктов, оценило сокращение спроса от ускоренной установки тепловых насосов всего в 2 млрд кубометров за 12 месяцев, что кажется незначительным по сравнению с колебаниями цен на газ потребление в связи с изменением погодных условий.
Между тем, наш анализ показывает, что в среднесрочной и долгосрочной перспективе такие действия, вероятно, приведут к значительному сокращению спроса, большая часть которого будет приходиться на долю «Газпрома». Отметим, что недавно мы понизили наш долгосрочный прогноз экспорта «Газпрома» в Европу с 200 млрд куб м до 130 млрд куб м, учитывая желание Европы сократить импорт российского газа.
Ключевые потребители: электричество и тепло, население, промышленность
Рассмотрение домохозяйств на предмет потенциальных сокращений
• Европа намерена сократить импорт газа из России. В этом отчете мы исследуем один из основных элементов спроса, домохозяйства, чтобы понять, насколько и как быстро спрос может сократиться.
• Европа и Великобритания* потребляют 480 миллиардов кубометров в год
• На долю тепловых, электрических и отопительных установок приходится 33% потребления газа. Может показаться, что именно в этих сегментах следует снижать потребление газа, но есть ряд нюансов:
– Электричество от сжигания газа необходимо, чтобы сбалансировать возросшую выработку за счет энергии ветра и солнца
– ТЭЦ и централизованное теплоснабжение являются очень эффективными потребителями газа
• Промышленные и коммерческие потребители, вероятно, уже ищут замену очень дорогому газу
• Мы хотим присмотреться к домохозяйствам, которые потребляют 125 млрд куб м в год, что составляет 1/4 от общего спроса в Европе
• Но сначала мы покажем, как потребность в отоплении связана с использованием газа
Газ – очень популярное топливо для отопления
Тепловые насосы, электричество – альтернатива газу в отопительный сезон. Около 35% газа в Европе используется непосредственно для сезонного отопления. Сокращение спроса за счет повышения эффективности или замещения может значительно сократить импорт из России, но на это потребуется время.
• На приведенном ниже графике показано, что 170 млрд куб м/год, или 36%, потребности Европы в газе приходится на сезонное отопление.
• Теоретически замена всего газового отопления в Европе другими видами топлива могла бы полностью заменить импорт российского газа. Часть тепла обеспечивают очень эффективные тепловые электростанции, которые вряд ли остановятся в ближайшее время.
• Европейские политики уже предпринимают шаги по переводу домов и предприятий на электрические тепловые насосы в рамках плана по достижению углеродной нейтральности к 2050 году.
• Тем не менее, в 2021 году на системы газового отопления по-прежнему приходилось 70% продаж в Германии, а на долю тепловых насосов приходилось всего 17% от общего объема, несмотря на 50%-ный годовой рост и значительные субсидии.
Сокращение спроса населения возможно, но переход будет долгим и трудным.
Дома являются наиболее очевидным кандидатом на снижение потребления газа, если они могут перейти на альтернативные методы отопления и/или значительно повысить эффективность.
• Потребность населения в газе составляет около 125 миллиардов кубометров в год: 1/4 от общей потребности и около 60% всего отопления, как показано на рис два.
• Бытовой газ в Европе используется только для отопления, с климатической корреляцией 90% (80% R2), что предполагает 100 млрд куб м для сезонного отопления и 25 млрд куб м для нагрева воды*.
• Полный переход населения на другие виды топлива для отопления теоретически может привести к сокращению импорта газа из Российской Федерации в Европу на 75%.
• Реализация такого сценария невозможна в краткосрочной перспективе, но допустимо значительное сокращение через 5-10 лет.
* для простоты анализа мы предполагаем, что тепловые насосы могут заменить 125 млрд куб
Проблема перевода домов на электричество для отопления
Замена 125 млрд куб м газа для отопления домов электрическими тепловыми насосами и водонагревателями предполагает увеличение потребности в электроэнергии на 31% и увеличение максимальной потребности в зимний период в 2 раза.
• Проблемы с преобразованием отопления жилых помещений в электричество
– Газ является эффективным видом топлива для отопления, используется 85% его энергии
– Установленное оборудование потребует замены
• Рост спроса на электроэнергию в годовом выражении будет очень большим (31%). Для Германии, ключевого клиента Газпрома, даже 40%.
• Но в зимние месяцы пиковый спрос на электроэнергию удвоится, что потребует очень значительного увеличения требуемой мощности.
• На данный момент мы оставим в стороне подробный анализ воздействия на европейскую электросеть и сосредоточимся на топливе, необходимом для замены газа в качестве топлива для прямого отопления.
Энергия ветра и солнца не подходит для массовой замены газового отопления
Но по иронии судьбы газ служит для этой цели лучшим топливом для выработки электроэнергии
Возобновляемые источники энергии не могут обеспечить выработку электроэнергии для замены газового отопления, хотя государственная политика предпочитает, чтобы это делали электростанции, работающие на газе.
• Ключевой момент: Отопление — это базовая нагрузка зимой, которая стабильна в течение дня, хотя и меняется в зависимости от погоды.
• Производство электроэнергии для отопления должно быть стабильным, надежным и способным увеличиваться и уменьшаться в зависимости от температуры и времени года.
– Энергия ветра исчезает: люди не хотят ждать ветра, чтобы согреться дома (см рис. 5, 7 и 8)
– Солнечная энергия не вариант – ее недостаточно в зимние месяцы (рис. 7)
– Атомная энергия не подходит из-за сезонности, так как она представляет собой ультраосновной/круглогодичный источник
• Уголь соответствует требованиям, но содержит много CO2 и неприемлем с политической точки зрения.
• По иронии судьбы, газ является лучшим топливом для выработки электроэнергии для этой цели: этот вариант предлагает меньшую отключающую способность (и уже установлен) и выбросы CO2, чем уголь.
Механизм повышения эффективности (и потерь
Непосредственное сжигание газа для выработки тепла относительно эффективно, но использование газа для выработки электроэнергии для работы тепловых насосов еще более эффективно.
• Сжигание газа в эффективной домашней системе может обеспечить 85% энергии топлива в виде полезного тепла.
• Использование газа для выработки электроэнергии изначально теряет некоторую эффективность, так как наиболее эффективные газовые электростанции имеют КПД преобразования 55% (что очень хорошо).
• При использовании непосредственно через напольные блоки, учитывая потери при передаче около 5%, потери эффективности очень высоки.
• Тем не менее, тепловые насосы в 2-3 раза эффективнее, чем напольные агрегаты, при преобразовании электроэнергии в полезное тепло, что приводит к чистому повышению эффективности на 23% за счет полного перехода на газовые тепловые насосы или снижения спроса на газ в Европе на 29 млрд м3.
Факторы против солнечной и ветровой энергии – сезонность и перебои
Германия является хорошим примером перспектив и проблем в области ветровой и солнечной генерации. Германия производит треть своей электроэнергии за счет энергии ветра и солнца, и эти две технологии являются явными фаворитами государственной политики, но ни одна из них не подходит в качестве источника энергии для сезонных потребностей в отоплении.
• Солнечная энергия является сезонной проблемой. На рис. Рисунок 7 ясно показывает, что солнечная энергия вырабатывается не в то время года, что не удовлетворяет потребность в отоплении.
• Обещающий ветер – больше подходит для сезона. Пик выработки ветровой энергии в Германии приходится на зиму, поэтому ее вполне достаточно для отопления, но…
• Проблема заключается в непостоянстве ветра
– Энергия ветра непостоянна даже в пик сезона: за неделей ветра часто следуют 2 или 3 очень спокойных дня (рис. 8)
– Для решения этой проблемы потребуются огромные объемы дешевых накопителей энергии, технологии, которой пока не существует.
Самый популярный вариант отопления – газ
Установки тепловых насосов быстро растут, но с низкой базы. Мы считаем, что существенный переход с газового на электрическое отопление тепловыми насосами в европейских домах займет не менее 5-10 лет.
• Осложняющий фактор: газ в 4 раза популярнее тепловых насосов
– Общее количество тепловых установок в 2021 г составило 930 тыс. (рис. 9)
– Количество установок тепловых насосов быстро растет со 120 тыс до 154 тыс в год в 2021 г., но они по-прежнему составляют лишь 17% от общего числа по сравнению с долей газа (70%)
• Слишком много домов, слишком мало тепловых насосов. В Германии, например, насчитывается 40 миллионов домохозяйств, а это означает, что потребуется 130 лет, чтобы установить тепловые насосы в половине немецких домохозяйств, что соответствует 2021 году.
• Рост установок тепловых насосов ограничен…
– Со стороны человеческих ресурсов: требуются технически подготовленные и квалифицированные монтажники
– Со стороны оборудования: производство должно увеличиться как минимум в 10 раз, чтобы значительно снизить потребление газа в жилых помещениях в течение 5-10 лет.
Рональд Смит
БКС Глобальные рынки
БКС – Среднесрочные тенденции – 14.04.2022 в 16:40