Natural gas is by far the cleanest fossil fuel: QNB

One of the biggest challenges that humanity faces is how to provide the energy need to lift billions of people out of poverty while avoiding catastrophic climate change. We introduced this topic in a recent economic commentary: Natural gas essential for transition to low carbon energy where we focused top-down on the factors driving energy demand and greenhouse gas “emissions”, mainly carbon dioxide (CO2).

We made the statement that “emissions from producing electricity with natural gas are more than 50 percent lower than from burning coal”. This week we wanted to better support the statement and clearly show that natural gas is by far the cleanest fossil fuel.

Renewables such as solar panels, hydroelectric dams and wind turbines do not directly emit carbon dioxide when they are producing energy. So, one might think that we can reduce emissions and solve the problem of climate change by switching completely to renewables. Unfortunately, it is not quite that simple and there are a number of issues that need to be addressed.

First, manufacturing, installing, operating and maintaining renewable energy sources indirectly leads to emissions that need to be taken into account. Second, despite rapid progress reducing costs, renewables remain more expensive than fossil fuels in the majority of countries and locations especially when competing with existing infrastructure. Third, intraday load-balancing of the power grid becomes more difficult as the share of electricity produced by renewables increases. Fourth, seasonal load-balancing becomes more important as much more solar power is produced in the summer than in the winter, whereas energy demand for both electricity and heat is highest in the winter in most large economies. Fifth, the utility sectors of most countries are dominated by large companies with ageing fleets of power stations, vested interests and stabilised government lobbying capabilities.

The power sector is heavily regulated in most countries because access to reliable and low-cost electricity is vital to support both domestic economic growth and export competitiveness. The concept of “security of supply” means being able to provide electricity in a wide range of economic, natural and geopolitical scenarios. Four examples spring to mind.

First, was Japan’s response to the Fukushima Daiichi nuclear disaster in 2011 when it shut down its other nuclear plants for safety tests and needed to massively increase utilization of gas-fired power stations to maintain security of supply.

Second, Germany responded to the Fukushima disaster by phasing out its own nuclear plants despite them not being as risk from tsunamis, which has led to much greater utilisation of aging coal-fired power plants and will likely result in Germany missing its 2020 environment targets.

Third, Poland continues to rely on coal-fired power stations for the vast majority of its electricity because it does not want to become dependent on Russian-supplied gas.

Fourth, China powered much of its impressive growth over the past decade with coal, but that has led to severe air quality and pollution problems in addition to massively increasing China’s CO2 emissions. China has responded to these problems with a pivot towards gas-fired power stations and renewables. These examples show that governments often place more weight on security of supply than either economic or environmental considerations in their decisions.

Fortunately, greater use of renewables often makes sense from security of supply, economic and environment perspectives. Indeed, there are some frontier cases (e.g. both Germany and California) where the share of renewables is so large that they produce all the electricity needed on a sunny and windy day during the summer. However, they still need fossil fuels to provide power at night and particularly during winter months

Norway, Germany and California are the frontier for renewables because they are both technologically advanced and wealthy. Therefore, we can expect them to continue to make progress on the challenge of increasing the effective share of energy produced by renewables. However, fossil fuels are still required to balance energy demand as a compliment to renewables even in these frontier cases.

Policymakers in all countries can reduce emissions further by supporting the shift from dirty coal to natural gas, which is by far the cleanest fossil fuel. This requires grappling with vested interests in wealthy countries, such as labour unions resisting and delaying coal shut-downs in Germany, and economic challenges for poorer countries, such as India’s plans to power a significant proportion of its economic growth with coal because it is readily available domestically at low economic cost.

أحد أكبر التحديات التي تواجهها البشرية هو كيفية توفير الطاقة اللازمة لانتشال مليارات البشر من براثن الفقر، بدون إحداث تغييرات مناخية كارثية، بحسب تقرير صادر عن «QNB». وقد تناول «QNB» هذا الموضوع في أحد تحليلاته الاقتصادية السابقة، تحت عنوان: الغاز الطبيعي أساسي لتحقيق التحوّل لمصادر الطاقة منخفضة الكربون، حيث ركزنا على العوامل التي تحرّك الطلب على الطاقة وانبعاثات الغازات الدفيئة، وخاصة ثاني أكسيد الكربون. وأضاف التقرير: «لقد قلنا إن الانبعاثات الناتجة عن إنتاج الكهرباء بالغاز الطبيعي تقل بنسبة تزيد عن 50% عن حرق الفحم. نريد في هذا الأسبوع أن ندعم قولنا السابق بشكل أفضل، وأن نثبت بوضوح أن الغاز الطبيعي هو إلى حد بعيد أنظف وقود أحفوري».

ومصادر الطاقة المتجددة، مثل الألواح الشمسية، والسدود الكهرومائية، وتوربينات الرياح، لا ينبعث منها غاز ثاني أكسيد الكربون مباشرة عندما تنتج الطاقة. لذلك، قد يعتقد المرء أنه يمكننا تقليل الانبعاثات وحل مشكلة تغير المناخ، من خلال التحول بالكامل إلى مصادر الطاقة المتجددة. ولكن لسوء الحظ، ليس الأمر بهذه البساطة، وهناك عدد من القضايا التي تحتاج إلى معالجة.

أولاً: يؤدي تصنيع وتثبيت وتشغيل وصيانة مصادر الطاقة المتجددة بشكل غير مباشر إلى انبعاثات يجب أخذها في الاعتبار. ثانياً: على الرغم من التقدم السريع في تخفيض التكاليف، تظل مصادر الطاقة المتجددة أعلى تكلفة من الوقود الأحفوري في غالبية البلدان والمواقع، وخاصة عند المقارنة مع البنية التحتية القائمة. ثالثاً: تصبح موازنة التحميل اليومية لشبكة الطاقة أكثر صعوبة كلما زادت حصة الكهرباء الناتجة عن مصادر الطاقة المتجددة. رابعاً: تزداد أهمية موازنة الحمولة الموسمية مع إنتاج قدر أكبر من الطاقة الشمسية في الصيف مقارنة بفصل الشتاء، في حين يبلغ الطلب على الطاقة لتوليد الكهرباء وللتدفئة ذروته في فصل الشتاء في معظم الاقتصادات الكبيرة. خامساً: تهيمن الشركات الكبرى على قطاعات الخدمات العامة في معظم الدول، ولدى هذه الشركات أساطيل قديمة من محطات الطاقة ومصالح خاصة، والقدرة على ممارسة الضغوط على الحكومة.

قواعد

يخضع قطاع الطاقة في معظم البلدان لقواعد تنظيمية صارمة، لأن الحصول على إمداد كهربائي موثوق به ومنخفض التكلفة أمر ضروري لدعم النمو الاقتصادي المحلي والقدرة التنافسية للصادرات. ويعني مفهوم «أمن الإمداد» في الأساس القدرة على توفير الكهرباء في ظل مجموعة واسعة من الأوضاع الاقتصادية والمناخية والجيوسياسية.

وتتبادر إلى الذهن أربعة أمثلة رئيسية على ذلك. أولاً: استجابة اليابان لكارثة فوكوشيما دايتشي النووية في عام 2011 عندما أغلقت البلاد محطاتها النووية الأخرى لإجراء اختبارات السلامة، واضطرت إلى زيادة الاعتماد على محطات الطاقة التي تعمل بالغاز للحفاظ على أمن الإمداد. ثانياً: استجابت ألمانيا لكارثة فوكوشيما بالإغلاق التدريجي لمحطاتها النووية، على الرغم من عدم تعرضها لخطر التسونامي، الأمر الذي أدى إلى زيادة كبيرة في استخدام محطات الطاقة القديمة التي تعمل بالفحم، ومن المحتمل أن يؤدي ذلك إلى فشل ألمانيا في تحقيق أهدافها البيئية لعام 2020. ثالثًا: تواصل بولندا الاعتماد على محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم لتوليد غالبية إنتاجها من الكهرباء لأنها لا تريد أن تصبح معتمدة على الغاز الروسي. رابعاً: اعتمدت الصين على الفحم لتحقيق معظم النمو الكبير الذي حققته خلال العقد الماضي، لكن ذلك أدى إلى مشاكل خطيرة ترتبط بجودة الهواء والتلوث، بالإضافة إلى زيادة كبيرة في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الصين. وتصدت الصين لهذه المشاكل من خلال التحول لمحطات الطاقة التي تعمل بالغاز والطاقة المتجددة. وتوضح هذه الأمثلة أن الحكومات غالباً ما تمنح الأولوية لأمن الإمداد، لا الاعتبارات الاقتصادية أو البيئية، في قراراتها.

الطاقة المتجددة

لحسن الحظ، فإن زيادة استخدام الطاقة المتجددة غالباً ما يكون منطقياً من منظور تأمين الإمدادات والاقتصاد والبيئة. وفي الواقع، هناك بعض النماذج الرائدة (مثل ألمانيا وكاليفورنيا) التي تكون فيها حصة مصادر الطاقة المتجددة كبيرة للغاية، حيث يتم إنتاج كل الكهرباء اللازمة في الأيام المشمسة والعاصفة خلال الصيف. ومع ذلك، فإنهم يكونون بحاجة إلى الوقود الأحفوري لتوفير الطاقة في الليل، وخاصة خلال أشهر الشتاء، بحسب «QNB».

تطور

تعتبر النرويج وألمانيا وكاليفورنيا هي الرائدة في مجال الطاقة المتجددة، لأنها متطورة تقنياً، بالإضافة إلى تمتعها بالثراء. لذلك، يمكننا أن نتوقع منها مواصلة إحراز تقدم بشأن التحدي المتمثل في زيادة الحصة الفعالة للطاقة المنتجة من مصادر الطاقة المتجددة. ومع ذلك، لا تزال هناك حاجة إلى الوقود الأحفوري لموازنة الطلب على توفير الطاقة كمكمل للطاقة المتجددة حتى في هذه البلدان الرائدة.

يمكن لصانعي السياسات في جميع البلدان تقليل الانبعاثات بدرجة أكبر من خلال دعم التحول من الفحم الضار بالبيئة إلى الغاز الطبيعي، والذي يعتبر إلى حد بعيد أنظف وقود أحفوري. وهذا يتطلب التعامل مع المصالح الخاصة في البلدان الغنية، مثل النقابات العمالية التي تقاوم وتؤخر إغلاق مناجم الفحم في ألمانيا، والتحديات الاقتصادية للبلدان الأكثر فقراً، مثل الهند تخطط لتوفير نسبة كبيرة من الطاقة لنموها الاقتصادي باستخدام الفحم؛ نظراً لتوافره محلياً بتكلفة اقتصادية منخفضة.