În toate calculele am luat în considerare și Norvegia, țară integrată total în sistemul energetic european de care se ține cont in toate proiecțiile Uniunii.

Este important să clarificăm sursele și metodologia din spatele scenariilor și graficelor pentru mixul energetic primar, termic și electric al UE în 2050. Am ținut cont de viziunea UE asupra importanței gazului drept combustibil de tranziție, a syngazului din biomasă și agrobionasă, a syngazului din deșeuri municipale solide și energiei nucleare, datele și procentele din grafice sunt bazate pe o combinație de surse oficiale, tendințe actuale, obiectivele UE și estimări informate.

Sursele au fost obiectivele și politicile Uniunii Europene:

• Pactul Verde European (Green Deal): UE și-a propus neutralitatea climatică până în 2050, ceea ce implică reducerea drastică a combustibililor fosili și o tranziție către regenerabile, nuclear și hidrogen. Documentele oficiale, cum ar fi strategia „Fit for 55” și planurile de decarbonizare, oferă linii directoare pentru mixul energetic.
• Taxonomia UE pentru investiții sustenabile include energia nucleară și, în anumite condiții, gazul (cu stacarea de carbon – CCS) ca surse tranzitorii, ceea ce susține includerea lor în mixul energetic dar și imposibiliatea tehnologiilor actuale de a fi capabile să furnizeze energie termică.
• Strategia UE pentru hidrogencare promovează hidrogenul verde pentru industrie, transport și încălzire, ceea ce a influențat ponderea hidrogenului și biometanului.
• Agenția Internațională pentru Energie (IEA) care a elaborat rapoarte precum „Net Zero by 2050” și „World Energy Outlook” ce oferă scenarii detaliate pentru mixul energetic global și european, cu proiecții pentru regenerabile (eolian, solar, hidro), nuclear și gaz. Acestea estimează că regenerabilele vor domina (60-80% din electricitate), nuclearul va contribui cu 10-20%, iar gazul cu CCS va scădea sub 10%.
• Scenariile „REPowerEU” și rapoartele privind tranziția energetică prevăd o pondere mare a regenerabilelor (peste 60% în mixul primar) și o electrificare masivă a încălzirii și transportului.
• Agenția Internațională pentru Energii Regenerabile care furnizează date despre creșterea eolianului offshore și solarului, precum și despre rolul biomasei și hidrogenului.
• Studii privind tendințele tehnologice și inovații: care prognozează evoluția SMR-urilor (reactoare modulare mici) spre dezvoltarea acestora susținută de companii precum NuScale sau proiecte în Franța, Polonia și România, și care indică un rol important pentru nuclear în 2050, hidrogenul verde care va beneficia de investițiile UE în electroliză (ex. proiecte finanțate prin Horizon Europe) și care sugerează că hidrogenul va înlocui parțial gazul natural și va devenii mediu de stocate, syngazul obținut din biomasă, agrobiomasă și deșeurile urbane solide.
• S-a ținut cont de context, țări precum Franța (cu 70% energie nucleară în prezent), Finlanda și România și Polonia (care planifică SMR-uri) susțin includerea nuclearului în mix, de infrastructura de gaz existentă în Europa de Est (ex. România, Polonia) și dependența actuală de gaz pentru termoficare. Toate acestea au influențat includerea gazului, syngazului în mixul termic, de proiectele de termoficare bazate pe gaz și nuclear (ex. Finlanda) și cogenerare cu biomasă / syngaz (ex. Suedia) ce oferă precedente pentru scenariul termic.
• Au fost făcute analize ale strategiilor de termoficare ale marilor capitale europene care se axează pe valorificarea energetica a deșeurilor urbane și folosirea pompelor de căldura pentru a elimina poluarea.

Procentele din grafice nu sunt extrase direct din date exacte pentru 2050, luând în considerare incertitudinea viitorului și sunt estimări bazate pe: agregarea datelor estimate de IEA, IRENA și UE. De asemenea am combinat proiecțiile pentru a estima ponderea surselor. Dupa cum urmează: regenerabilele au 70 – 80 % în mixul electric, bazat pe IEA și REPowerEU, nuclearul are 15-20%, bazat pe planurile Franței, Poloniei, Ungariei, României și altor țări, gazul (cu CCS) are sub 10% conform scenariilor de decarbonizare syngazul are 1-8% după estimările bazate pe proiecte pilot și economia circulară.

Pentru mixul termic, am acordat o pondere mai mare gazului și syngazului conform viziunii diverselor proiecte din marile aglomerări urbane ale Europei, 40% reprezentând cererea de energie termică în UE.

Există incertitudini, proiecțiile pentru 2050 depinzâmnd de factori imprevizibili (ex. inovații tehnologice, crize geopolitice, acceptarea socială).

Scenariu pentru mixul energetic primar în Europa în 2050

Mixul energetic primar în 2050 va reflecta obiectivele UE de neutralitate climatică, cu o reducere drastică a combustibililor fosili și o tranziție către surse cu emisii reduse. Reconsiderări ale folosirii gazului natural, syngazului și energiei nucleare dau un scenariu plauzibil:

Energia regenerabilă va domina producția de energie (50 – 60 %) prin eolian (în special a capacităților offshore din Marea Baltică și Marea Nordului și solar prin capacități în sudul Europei. Hidroenergia va rămâne relevantă în câteva țări precum Norvegia, Suedia, Austria și România. Biomasa și agrobiomasa va fi folosită pentru obținerea de energie termică și în mai mică măsură pentru electricitate. Energia geotermală este limitată de resursele geografice și va fi valorificata doar în câteva țări cu resurse.

Energia nucleară va avea un rol cheie (15-20%) în câteva țări care deja au dezvoltată această industrie: Franța, Finlanda, Suedia și România. Capacitățile nucleare vor fi apte și pentru a furniza energie termică pentru termoficare. Reactoarele modulare mici vor fi implementate pe scară mai largă, reducând costurile și timpul de construcție. Nuclearul va contribui la producția de hidrogen verde pentru industrie și transport.

Gazul natural (cu CCS) (5-8%) va avea un rol redus, folosit în principal ca rezervă pentru electricitate și în industrii greu de decarbonizat (ex. chimie, oțel). Tehnologiile de captare și stocare a carbonului (CCS) vor fi esențiale pentru a menține gazul în mix, conform obiectivelor de emisii zero.

Este fezabil ca hidrogenul verde (produs din electricitate regenerabilă sau nucleară) și biometanul (produs din din deșeuri organice) (12%) să înlocuiască treptat gazul natural în rețelele existente, fiind folosite pentru încălzire, industrie și transport greu.

Syngazul din biomasă sau alte materii prime sustenabile (5%) și cel din din deșeuri municipale solide (3-5%) va fi folosit în industrie și termoficare, contribuind la economia circulară.

Există și alte surse energetice (2-5%) care includ surse minore, cum ar fi energia mareelor sau tehnologiile emergente.

Scenariu pentru 2050 al mixului de producție a energiei termice

Luăm în considerare că gazul este crucial pentru energia termică și că energia nucleară și syngazul din deșeuri municipale solide vor avea un rol important în sistemele centralizate de încălzire, am realizat un scenariu pentru mixul energetic termic în Europa în 2050:

• Pompe de căldură (ce folosesc electricitate din regenerabile și nuclear) vor avea 35% și vor fi dominante.
• Hidrogenul și biometanul vor avea 20%. Hidrogenul verde (produs din nuclear sau regenerabile) și biometanul vor folosi rețelele de gaz existente.
• Syngazul din deșeuri municipale solide va avea 8%. Va fi produs prin gazeificarea deșeurilor municipale și folosit în termoficarea urbană și industrie, contribuind la economia circulară.
• Syngazul din biomasă și agrobiomasa va avea 7%.
• Gazul natural (cu CCS) este posibil să rămâna la 8% și va fi folosit ca rezervă pentru producția de energie termică și în industrii greu de decarbonizat, cu tehnologii de captare a carbonului.
• Nuclearul va fi folosit și la termoficare (azi orașul Cernavodă se încălzește cu energia termică de la Nuclearelectrica) – 12%. De asemenea SMR-urile vor furniza căldură directă pentru orașe.
• Biomasa și geotermalul vor avea 10% din mixul temic și vor fi soluții locale pentru regiuni cu resurse disponibile.

Amintim ca syngazul din deșeuri municipale solide este o soluție excelentă pentru a combina gestionarea deșeurilor cu producția de energie termică.

Proiecția pentru 2050 al mixului de producție a energiei electrice

Mixul electric se concentrează exclusiv pe sursele folosite pentru generarea energiei electrice, spre deosebire de mixul termic (încălzire) sau primar (toate utilizările).

Un scenariu plauzibil pentru mixul energetic electric în Europa în 205 va fi puternic influențat de obiectivele UE de neutralitate climatică, care impun o tranziție aproape completă către surse cu emisii reduse. Gazul – datorită emisiilor de CO2 și syngazul datorită resurselor locale vor avea un rol limitat în producția de electricitate, iar energia nucleară va rămâne un pilon important.

Energia regenerabilă va avea un rol fundamental în generarea de energie electrică (70-80%), condiția fundamentală este dezvoltarea capacităților de stocare, hidrocentrale cu pompaj în special sau acumulatori chimici sau pe baza de Li folosiți în special în rețelele de distribuție.

• Eolianul offshore (Marea Nordului, Marea Baltică) și onshore ce vor reprezenta 35-40% vor fi principala sursă de electricitate, datorită costurilor scăzute și capacității eoliene mari.
• Solarul este posibil să genereze cantități mari de energie în special în sudul UE unde există un potențial enorm (25-30%). Panourile solare integrate în clădiri, ferme solare și sisteme agri-fotovoltaice, vor avea o contribuție semnificativă.
• Pentru echilibrarea rețelelor de transport sigur hidroenergia va ocupa un rol esențial. Hidroenergia (10-15%) este accesibilă în zone cu geografie adecvată precum Norvegia, Suedia, Austria sau Romania, dar limitată de disponibilitatea resurselor.
• Nuclearul va oferi o sursă stabilă de electricitate (15-20%), esențială pentru industria deoarece aceasta resursa este securitara și generata în banda și pentru echilibrarea rețelelor, SMR-urile care au timul de pornire – oprire mic în contextul variabilității regenerabilelor. SMR-urile vor fi implementate în țări precum Franța, Finlanda, România și Polonia, reducând costurile și timpul de construcție
• Biomasa și geotermalul, de asemenea vor fi dezvoltate în zonele unde exista potential (5%). Aceste resurse vor contribui la autonomia energetica zonala pe care seva pune accent. Dezvoltarea locala pentru geotermal se va face în cateva zone precum Islanda, Norvegia (unde se fac studii pentru captarea caldurii din forajele de petrol și gaze). Capacitati pe biomasa, care include și agrobiomasa vor fi dezvoltate în zonele cu potential precum Finlanda pentru biomasă sau Ungaria, Romania sau Franta, unde exista agricultura intensiva.
• Gazul natural (cu CCS) va avea un rol marginal în producția de electricitate (2-5%) și va fi folosit în centrale de vârf de sarcina pentru a acoperi cererea în momentele când regenerabilele nu sunt suficiente. Tehnologiile de captare și stocare a carbonului (CCS) vor fi necesare pentru a respecta obiectivele de emisii zero.
• Syngazul va genera în special energia termica dar și un procent mic de energie electrica (1-3%). Syngazul din biomasă va avea o contribuție mică, folosit în centrale electrice sau pentru cogenerare (electricitate + căldură) în regiuni cu biomasă abundentă. Syngazul din deșeuri municipale solide va fi utilizat în instalații de cogenerare, mai ales în zone urbane, contribuind la gestionarea deșeurilor și producția de energie termica (pentru sistemele de alimentare cetralizate cu caldura) și pentru electricitate. Totuși, ponderea sa va fi limitată din cauza disponibilității deșeurilor și a concurenței cu reciclarea.
• Alte surse (1-2%) ar include tehnologii emergente, cum ar fi energia mareelor sau pilele de combustie avansate.

În producția de electricitate gazul și syngazul vor avea un rol redus în 2050 din cauza dominanței regenerabilelor cu stocare de energie, bateriile avansate (ex. litiu-ion, electrolit solid) și stocarea prin hidrocentrale cu pompaj vor reduce nevoia de centrale pe gaz pentru echilibrarea rețelei. Gazul natural, cu sau fără cu CCS, este mai puțin competitiv decât nuclearul și regenerabilele în producția de electricitate deoarece captarea de carbon este extrem de scumpă sau este penalizat de scema certificatelor de CO2, acolo unde nu există CCS. Totuși, syngazul din deșeuri municipale solide și syngazul din biomasă pot contribui prin capacități în cogenerare, producând atât electricitate, cât și căldură, ceea ce le face relevante în mixul energetic termic, așa cum am discutat anterior.

Concluzii

Politicile energetice ale Uniunii Europene au trasat un clivaj clar între promotorii energiei regenerabile intermitente și conservatorii energiei din combustibili fosili. Controversa se menține, tabara promotorilor energiei verzi invocând schimbările climatice, (fals!) prețurile mai mici ale acestor tehnologii (fotovoltaic și eolian) și promovând politicile de amendare a folosirii combustibililor fosili. Cei care promovează folosirea în continuare a combustibililor fosili invocă siguranța energiei produsă de aceste tehnologii contrapunând-o cu intermitența capacității regenerabilelor și problemelor tehnice pe care le generează rețelelor de transport și distribuție care cu greu suportă variariațile de energie. Trebuie spus că energia regenerabilă nu are încă realizate bilanțurile de mediu și bilanțurile energetice, că aceasta necesită investiții mari în capacități de stocare, care nu sunt luate în calcul. De asemenea în calculul investițiilor și a costului se producție nu sunt luate în calcul cheltuielile de decomisionare a acestor instalații și că încă nu există tehnologii de reciclare pentru cea mai mare parte a subansamblelor capacităților fotovoltaice si eoliene. Rezultă că defapt este mai scumpă energia regenerabilă.

Pentru a mai estompa lipsa de energie electrică în perioadele în care regenerabilele nu produc, Uniunea Europeană a început să re-admită energia nucleară. Astfel sunt țări care o resping în continuare și țări tare au început să redeschidă centralele nucleare (Germania), care își măresc capacitățile nucleare (Romănia, Bulgaria) sau care au încheiat contracte pentru construcția unei industrii nucleare de la zero pentru a înlocui capacitățile pe cărbune (Polonia).

De asemenea nu putem neglija contaminarea geopolitică și în domeniul energiei pornită de la noua conducere a Statelor Unite care promovează folosirea combustibililor fosili și a energiei nucleare și care printr-un soft power iscusit în câteva țări membre au incheiat deja contracte pentru importuri de LNG sau de implementare a tehnologiilor nucleare (România, Bulgaria, Polonia).

Toate deciziile Uniunii care au fost luate până acum nu țin încă cont de potențialul sfârșit al războiului din Ucraina și începerea reconstrucției acestei țări, la care Uniunea Europeană trebuie să participe, reconstrucție care necesită inclusiv ajutor energetic.

Până în 2050 mai sunt 25 de ani în care pot apare noi tehnologii de generare de energie care pot fi imediat asimilate și care pot schimba fundamental aceste proiecții ale actualelor politici.

Cu alte cuvinte, ceea ce am sumarizat mai sus este doar o poză la acest moment al proiecțiilor actuale pentru mixurile energetice din 2050.