תחזית האנרגיה העולמית 2017: ההיבט הסביבתי של הגז הטבעי

מאמר זה הוא תצוגה מקדימה של ניתוח חדש ומקורי שיפורסם בתחזית האנרגיה העולמית 2017 וכולל התמקדות מפורטת בגז הטבעי ובהיבט הסביבתי שלו ופליטות המתאן

עורכי המאמר: טים גולד וכריסטוף מקגלד

הגז הטבעי ימלא תפקיד מרכזי בעתיד האנרגיה בעולם בעיקר בשל היכולת שלו להתמודד עם בעיות סביבתיות. הדבר נכון במיוחד בהתחשב בקצב הצמיחה המוגבל של אופציות האנרגיה המתחדשת והקושי למצוא אופציות רווחיות נטולות פחמן. בזכות הגמישות שמביא איתו הגז הטבעי למערכת האנרגיה, הוא יכול לשמש גורם מייצב בשילוב עם האנרגיות המתחדשות שאינן רציפות.

כמעט ואין מחלוקת בעניין הפליטות שקשורות לשריפת גז טבעי. אך בסוגיית רמת פליטות המתאן הישירות יש חוסר הסכמה מהותי. זהו נושא קריטי עבור תחזית הגז הטבעי בטווח הארוך: מתאן הוא גז חממה רב עוצמה וחוסר הוודאות לגבי רמת המתאן הנפלטת לאטמוספירה מעלה תהיות בנוגע לתועלות האקלימיות שגז יכול לנפק. אחד היעדים של ניתוח תחזית האנרגיה העולמית 2017 הוא לחקור את המקורות לאי וודאות זאת ולגלות אילו פעולות יש לנקוט לצמצום הפליטות.

 

לשריפת גז יתרון בפליטות בהשוואה לדלקים פוסיליים אחרים

כידוע, הפליטות משריפת טבעי עדיפות על אלו של דלקים פוסיליים אחרים. פליטות פחמן דו חמצני (ליחידת אנרגיה מיוצרת) מגז נמוכות בכ-40 אחוז מפחם ובכ-20 אחוז מנפט. היתרון של גז טבעי על דלקים אחרים גובר כאשר מביאים בחשבון פליטות של מזהמי אוויר עיקריים, כולל חומר חלקיקי דק שקוטרו אינו עולה על 2.5 מיקרון ((PM2.5, תחמוצות גופרית, בעיקר גופרית דו חמצנית (SO2), ותחמוצות חנקן (NOX). שלושת המזהמים הללו אחראים על הפגיעות הנפוצות ביותר של זיהום אוויר, לפי דוח מיוחד, אנרגיה וזיהום אוויר של תחזית האנרגיה העולמית  2016.

שריפת גז מייצרת רמות משמעותיות של תחמוצות חנקן (NOX), כאשר כעשרה אחוזים מפליטות תחמוצות החנקן בעולם נובעים משימוש בגז. אולם, היא כמעט ולא מייצרת פליטות SO2 ומייצרת רמות אפסיות של  PM2.5(ככל שהחלקיקים קטנים, כך יישארו זמן רב יותר באוויר ויהיו חדירים יותר לגוף ויגרמו נזק משמעותי יותר). שימוש בפחם חולש על פליטות SO2 בעולם, מוצרי נפט המשמשים כדלק לתחבורה הם המקור הדומיננטי של NOX, בעוד ששריפה של חומרי עץ ודלקים מוצקים מסורתיים אחרים אחראיים על יותר ממחצית פליטות ה-2.5PM הנוכחיות, כך לפי הדוח האחרון של WEO ותחזית הגישה לאנרגיה 2017.

 

בעיית המתאן

אבל כל אלה לא בהכרח מעניקים לגז תעודת הכשר. השאלה קריטית היא אם שיעור פליטות המתאן לאורך שרשרת הערך של הגז מנטרלות את היתרונות הסביבתיים שלו.

ריכוז המתאן באטמוספירה הוא כיום פי שניים וחצי, בהשוואה לתקופה הטרום תעשייתית. לגידול זה יש השלכות חשובות על שינוי האקלים. ב-2012, השנה האחרונה שלגביה יש נתונים מקיפים זמינים, פליטות המתאן בעולם נאמדו בכ-570 מיליון טונות. אומדן זה מורכב מפליטות ממקורות טבעיים (כ-40 אחוז מהפליטות) וממקורות מעשה ידי אדם (60 אחוז). המקור הגדול ביותר של פליטות מתאן אנתרופוגניות, שלאנושות יש שליטה עליו, הוא החקלאות, האחראית על כרבע מהכמות הכוללת. סקטור האנרגיה נמצא במקום השני בשל פליטות מפחם, נפט, גז טבעי ודלקים ביולוגים.

אנחנו מעריכים כי ב-2015 היו 76 מיליון טון פליטות מתאן כתוצאה מפעילויות נפט וגז. פליטות אלו מגיעות ממגוון רחב של מקורות לאורך שרשראות הערך של הנפט והגז, מייצור קונבנציונאלי ולא קונבנציונאלי, מאיסוף ועיבוד הגז, כמו גם מההולכה והחלוקה שלו לצרכן הסופי. חלק מהפליטות מקריות, למשל, כתוצאה מאטם לא תקין או משסתום דולף, בעוד שפליטות אחרות מכוונות, ומבוצעות לרוב מסיבות בטיחותיות, תכנון המתקן או הציוד.

אזורי הפקת הנפט והגז הגדולים ביותר של אירופה, אסיה והמזרח התיכון נחשבים לאזורים המייצרים את שיעורי הפליטות הגבוהים ביותר, ותורמים כמעט מחצית מסך הפליטות בעולם, כאשר אחריהם צועדת צפון אמריקה. האומדן שלנו לפליטות משרשרת הגז הטבעי בעולם (42 מיליון טון ב-2015) מתורגם לעצימות פליטה של 1.7 אחוז- האחוז הממוצע של גז מופק שמתפוגג באטמוספרה לפני שמגיע לצרכן.

מה זה אומר לגבי מחזור חיים של פליטות גז בהשוואה לפחם? לצורך החישוב, שכיח להסתמך על המושג "פוטנציאל התחממות גלובלית" ( (GWP, המשמש להשוואה בין כושרם של גזי החממה השונים ללכוד חום באטמוספירה ומבוסס על כושר קליטת חום של כל גז חממה בהשוואה ל-CO2. המדד מבוסס גם על קצב הדעיכה של כל גז ומשמש להמרת פליטות מתאן למונח שווה ערך של פחמן דו חמצני יחיד, כך שניתן יהיה לצרפן לפליטות שריפתCO2.

מתאן לוכד הרבה יותר חום מ-CO2 (עבור יחידת חומר) למרות שבאטמוספירה הוא נשאר לזמן קצר מאוד. המרה זאת היא לפיכך לא פשוטה כלל, בעיקר משום שהיא תלויה בפרק הזמן המובא בחשבון. ניתן להשתמש ב-GWP כמדד להשפעת גזי החממה על ההתחממות הגלובלית לאורך תקופות מוגדרות, בדרך כלל 20, 100 ו-500 שנים, ולכן כאשר בוחנים את השפעת גז המתאן על ההתחממות הגלובלית במשך פרקי זמן שונים מגלים שטון מתאן שווה ערך ל-84-87 טון CO2, כאשר בוחנים את השפעתו לאורך עשרים שנה ובין 28 ל-36 טון כשמדובר בפרק זמן של 100 שנה. לכן רואים שפוטנציאל ההתחממות של רוב גזי החממה יורד עם הזמן, מכיוון שהם משתחררים בהדרגה מהאטמוספירה עקב מנגנוני הפליטה הטבעיים ובדיעבד השפעתם פוחתת. שיקול נוסף הוא שהמרת גז טבעי לחשמל נוטה להשיג נצילות גבוהה יותר מפחם, ולכן היקף הפליטות נמוך יותר עבור הגז הטבעי אם נבחן זאת במונחי חשמל מיוצר במקום חום.

מקורות פליטת המתאן מאת אוליביה שופ

מקורות פליטת המתאן מאת אוליביה שופ

מה אפשר לעשות?

גם אם גז טבעי עדיף על פחם, ההשוואה מציבה רף נמוך מדי. העניין הסביבתי של הגז לא תלוי בהתגברות על ביצועי הפליטות של הדלק העתיר מאוד בפחמן, אלא בהבטחה שעצימות הפליטות תהיה נמוכה ככל האפשר. בנוסף, עילה חשובה למאבק בפליטות מתאן מהפקה של נפט וגז היא שבמקרים רבים יש נתיב זמין וקל לשוק למכירה של מתאן לכוד. אם השווי של מתאן זה יהיה גדול יותר מעלות הטכנולוגיה ללכידתו, אפשר יהיה למנוע את הפליטות של גז חממה רב עוצמה זה כאשר בו זמנית הוא מייצר רווח.

כדי לחקור את הנושא לעומק בתחזית החדשה, פיתחנו לראשונה עקומות המתארות את הפחתת העלות השולית של המתאן בעולם. עקומות אלה מתארות את פוטנציאל ההפחתה, ועלויות והכנסות של אמצעים לצמצום פליטות המתאן בעולם. באמצעות שימוש בעקומות אלה, אפשר להעריך שמבחינה טכנית ניתן יהיה למנוע כשלושה רבעים מפליטות המתאן הנוכחיות העומדות על 76 מיליון טון. אך נתון יותר משמעותי הוא שכ-40 עד 50 אחוז מפליטות המתאן הנוכחיות ימנעו ללא תוספת עלות נטו.

 

צורך דחוף בצעדים נוספים

אם ניתן יהיה לצמצם חלק גדול מהפליטות הנוכחיות תוך שימוש באמצעים שיחזירו את ההשקעה בהם באמצעות מכירת המתאן הלכוד, מדוע לא מיישמים אמצעים אלו בהיקף רחב? ייתכן שבשל היעדר מודעות לרמות פליטה או ליתרונות הכלכליים של ההפחתה; תחרות על ההון בתוך חברות בעלות מגוון של הזדמנויות להשקעה; תקופות החזר ארוכות מד; והאפשרות של תמריצים מפוצלים (שבהם הבעלים של הציוד לא מרוויח ישירות מהפחתת הדליפות או הבעלים של הגז שלא נהנה משוויו).

התועלת מהתגברות על מכשולים אלה תהיה עצומה. אמצעי הפחתה מוגדרים יצמצמו את עליית הטמפרטורה ב-2100 ב-0.07 מעלות בהשוואה למסלול חסר הכוונה. במונחים אקלימיים, זה מספר גדול.

הטכנולוגיות והגישות לטיפול בפליטות מתאן מסקטור הנפט והגז כבר זמינות היום ויש ניסיונות וולונטריים ורגולטוריים בתחום. יש כמה סימנים להתקדמות: עצימות פליטות הגז בארה"ב, למשל, נמצאת במגמת ירידה קבועה בשנים האחרונות. אך כדי להשיג אמצעי הפחתה אלו יידרש  שינוי משמעותי ביעדים, בתחום שבו למדינות מעטות יש מסגרות צמצום מוגדרות ומפורטות. אולם נדרשים צעדים נוספים.