Maxwell Brown, Sauleh Siddiqui, Charalampos Avraam, John Bistline, Joseph Decarolis, Hadi Eshraghi, Sara Giarola, Matthew Hansen, Peter Johnston, Saroj Khanal & Anahi Molar-Cruz: North American energy system responses to natural gas price shocks, Energy Policy 2021, 149: 112046.
szerző: Pál András, egyetemi hallgató, Budapesti Corvinus Egyetem
A cikk szerzői ezt a munkát a National Renewable Energy Laboratory és az Alliance for Sustainable Energy Kft. segítségével készítették el az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) számára. Észak-Amerika megnövekedett földgázfüggősége és a földgázpiac potenciális megzavarásának következtében azonban a cikk számos további energiabiztonsági implikációt is rejt magában. Ezenkívül az energiaágazatban rejlő gazdasági rugalmasság iránt érdeklődő politikai döntéshozók és ipari szereplők is hasznosnak találhatják a tanulmány eredményeit az energiaszektor hosszú távú tervezési és beruházási döntései tekintetében.
A tanulmány alapján a villamos energia és a földgáz kereskedelme az észak-amerikai kontinensen drámaian megváltozott az elmúlt két évtizedben. 2020-ra az észak-amerikai földgázkitermelés és a villamosenergia-ágazatban való felhasználás minden idők legnagyobb csúcsát érte el és várhatóan még tovább fog növekedni. A cikk célja különböző modellek eredményeinek segítségével Kanadára, Mexikóra és az Egyesült Államokra vonatkozóan kiértékelni azt, hogy a villamosenergia- és a földgázszektor hogyan tudna reagálni a feltételezett gázár-sokkokra, azaz a földgáz árának előre nem látható és hirtelen változásaira, különböző rendszerkonfigurációk mellett.
A cikk elméleti, módszertani megközelítése hét különféle modell alkalmazása mellett elsősorban kvalitatív megközelítéssel történt, amely eljárás jobban képes a bonyolultabb és mélyebb összefüggések megfigyelésére, értelmezésére. Azon belül is beszélhetünk dokumentum- és tartalomelemzésről, illetve különféle statisztikai források és adatbázisok vizsgálatáról, amelyek a fő pilléreit alkották a cikkhez szükséges információk és adatok összegyűjtéséhez. A tanulmány során a következő energiaszektorhoz kapcsolódó modelleket alkalmazták a szerzők: EC-MSMR, MUSE, NANGAM, NEB-EFMS, ReEDS 2.0, TEMOA és urbs-MX.
A tanulmány az Egyesült Államok 1998 és 2018 közötti földgázfogyasztás alakulásának áttekintésével indít. Emellett röviden összegzi a már korábban általam említett három ország közötti villamosenergia-export, -import kapcsolatot és kijelöli a kutatás irányait. A szerzők felhívják az olvasó figyelmét arra, hogy a témában korábban elkészített szimuláció-alapú kutatások egyike sem vizsgálta a földgáz- és villamosenergia-piacok kölcsönhatásait a tekintettel a földgázárak előre nem látható zavaraira.
A bevezetést követően a módszertanról szóló szakasz két részből tevődik össze. Egyrészt rövid áttekintést nyújt a tanulmányban használt modellekről, másrészt pedig a Scenario Design alszakasz ismerteti a forgatókönyv tervezését, hogy hogyan implementálják a sokkhatásokat a gyakorlatba, valamint sorra veszi a négy rendszerkonfiguráció létrehozásához szükséges különféle irányelv- és feltételmódosításokat. Sokkhatás kétféle lehet, vagy extrém alacsony (továbbiakban alacsony sokk) vagy extrém magas (továbbiakban magas sokk) földgázárak, amelyek különbözőképpen hatnak a különböző rendszerkonfigurációk esetén.
A négy különböző rendszerkonfiguráció a következő: referencia (BAU), alacsony megújuló technológiai költségek (LowRenCost), magas megújuló technológiai költségek (HighRenCost) és megújuló mandátum (RenMandate). Ez utóbbi azt jelenti, hogy a hatóságok előírnak egy kötelező megújuló arányt az energiaforrások tekintetében, azaz ezeket a döntéseket nem az árak vezetik. Ezt követi a tanulmány legnagyobb részét kitevő eredmények ismertetése, amely országonként és ágazatonként külön-külön mutatja be az eredményeket a 2030-ra megbecsülve, illetve tárgyalja az észak-amerikai kontinens nemzetközi kereskedelmét is.
A villamosenergia-szektorra vonatkozó eredmények az egyes országok termelési profiljára, a villamosenergia-árakra, az országos szintű nettó exportra, valamint a rendszerköltség-hatásokra összpontosítanak a két ársokkra és a különböző rendszerkonfigurációkra vonatkozóan. A földgázra vonatkozó eredmények elsősorban az árakra, a kitermelésre és a nettó exportra koncentrálnak. Végül a szerzők bemutatják a tanulmány általános vonatkozásait, összehasonlítják a három országra kapott eredményeket egymással, valamint ismertetik a kutatás korlátait és a további kutatási irányokat.
A kutatás eredményei azt mutatják, hogy a válaszok drasztikusan eltérnek a vizsgált országokban, és bizonyos esetekben a modellek között is. Mindegyik országra levonható következtetés, hogy a szabályozók által kötelezően előírt megújuló arány alacsony sokk esetén a legkisebb árcsökkenést eredményezte, ugyanakkor a magas sokk esetén kisebb áremelkedést is eredményezett, mint a BAU (referencia) rendszerkonfigurációja. Bár a megújulóra vonatkozó kötelező szabályozás növeli a villamosenergia-termelési portfólió diverzitását, maga a szabályozási politika kialakítása lassítja az alacsonyabb földgázárakra való reagálást és azok kihasználásának rugalmasságát. A nagy sokk esetén a LowRenCost forgatókönyv következetesen a legalacsonyabb áremelkedést eredményezte. Az alacsony sokkhatás eseteiben azonban a LowRenCost ( alacsony megújuló technológiai költségek) rendszerkonfigurációból származó árcsökkenések vagy észrevehetetlenek voltak a BAU (referencia) rendszerkonfigurációhoz képest, vagy kisebbek voltak. Ezzel szemben a HighRenCost ( megújuló technológiai költségek) forgatókönyv a legnagyobb áremelkedést és csökkenést eredményezi a magas, illetve az alacsony sokk forgatókönyve esetén minden országban.
További eredmény, hogy a három országban általános konzisztencia figyelhető meg a modellek között, hogy mely technológiák reagálnak a földgázár-sokkokra. Kanada általában úgy reagál, hogy a gáztermelés helyett a szél- és egyes modelleknél a vízenergia-termelést, míg Mexikó a szél- és a napenergia-termelést gáztermeléssel helyettesíti. Végül az Egyesült Államok jellemzően a szén-, szél- és napenergia-termeléssel helyettesíti a gáztermelést.
A tanulmány szerint a földgázár-sokkok jelentős hatással lehetnek a nemzetközi villamosenergia-kereskedelemre. A modellek azt valószínűsítik, hogy Kanada drasztikusan növelné a nettó exportot a ReEDS 2.0 által modellezett nagy sokk esetén, az egész gazdaságra kiterjedő modellek azonban nem jósolnak ilyen jelentős reakciót. Mexikót nem érintik az alacsony ársokkok, míg a magas ársokkok miatt többszörösére növeli a nettó importot a referenciaesethez képest. Így a Kanadából származó megnövekedett import uralja a Mexikóba irányuló exportot az USA-ban a nagy sokk esetén, és növeli az importált villamos energia mennyiségét minden rendszerkonfigurációban. A kutatás alapján az Egyesült Államok továbbra is a legnagyobb exportőr marad villamosenergia szempontjából, Mexikó pedig megőrzi nettó importőr jellegét.
A földgáz rövid távon a megújuló energia kiegészítéseként, hosszú távon pedig helyettesítőjeként viselkedik, amit a magasabb/alacsonyabb megújuló költségek tovább súlyosbítanak/enyhítenek. A politika kialakítása ezért kritikus fontosságú a földgázpiacok sokkhatásokra való reagálása szempontjából.