№ 5
ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК ЭНЕРГЕТИКА
2008
УДК 620.9
© 2008 г. МАКАРОВ A.A.
СРЕДСТВА И СЛЕДСТВИЯ СДЕРЖИВАНИЯ ЭМИССИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ В ЭНЕРГЕТИКЕ РОССИИ
Геополитическая интерпретация происходящих изменений климата Земли требует от России определить формы участия и свои обязательства в "посткиотском процессе" уменьшения антропогенной эмиссии парниковых газов. Показаны не только посильность, но и прогресс для энергетики страны по стабилизации в 20102020 гг. размеров эмиссии парниковых газов (порождаемой использованием органического топлива) в пределах 81-82% от уровня 1990 г. с их уменьшением почти до 70% к 2050 г. Определены необходимые для этого изменения энергетической политики страны и сделаны предварительные оценки дополнительных затрат на энергоснабжение.
Судя по темпам происходящих климатических изменений1, уже в ближайшие годы придется определяться с парадигмой развития цивилизации, выбирая или находя приемлемый компромисс между "экономически ориентированным" (потребительским) и "экологически приемлемым" (концепция устойчивого развития) будущим. Мировое сообщество не единодушно в понимании причин и способов решения проблемы изменения климата, но официальная позиция ООН и большинства стран связывает это с сокращением антропогенной эмиссии парниковых газов. Так, в конце 2007 г. на Бали все развитые (включая Россию и США) и крупнейшие развивающиеся страны подписали рамочное соглашение по снижению ее размеров после 2012 г. с ориентиром на двукратное уменьшение к 2050 г. от уровня 1990 г. [2].
Это во многом определит энергетическую политику России на предстоящие десятилетия. Поэтому при разработке Энергетической стратегии России до 2030 г. необходимо, на наш взгляд, наряду с уже рассматриваемыми исследовать сценарий развития энергетики (и экономики), который обеспечит стабилизацию и снижение эмиссии парниковых газов. Для этого ИНЭИ РАН расширяет и модернизирует экологические блоки своего модельно-информационного инструментария прогнозирования развития топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России во взаимосвязи с экономикой ЭкоТЭК [3, 4].
Наибольшие изменения претерпевает оптимизационная модель энергетики и экономики (МЭНЭК) [5], которая разворачивает ограниченное число сценарных макроэкономических параметров (динамика валового внутреннего продукта (ВВП), доходов семей и др.) в непротиворечивую систему показателей развития основных отраслей и повышения жизненного уровня населения, необходимых для прогнозирования энерге-
1 Четвертый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (организована в 1988 г. Всемирной метеорологической организацией и Программой ООН по окружающей среде) утверждает, что с вероятностью более 90% рост концентрации антропогенных парниковых газов ответственен за большую часть глобального потепления, которое с 1965 по 2005 гг. составило 0,7°С, и независимо от сценариев выброса парниковых газов увеличится в ближайшие 20 лет на 0,4°С. Даже сохранение эмиссии парниковых газов на современном уровне приведет к дальнейшему потеплению и многочисленным изменениям глобального климата, которые в XXI веке будут больше, чем в XX [1].
100
о и
н
ft га
и
is s и
U
ff
се ft м о о га н о О
S
о н О
50
-50
-100
-150
Биодизель
Улавливание и хранение углерода (CCS); новый уголь
Отходы
Лесонасаждение по средней стоимости Сжигание с добавлением биомассы ВЭС; незначительное распространение
Замещение сырья в промышленности CCS, повышенная нефтеотдача, новый уголь Малозатратное лесонасаждение
Животноводство Атомная энергия
| гтт^УшШ
РГ
п
Переход с угля на газ
CCS, угольная модернизация Промышленные моторные системы
Сохранение лесов
CCS в промышленности
Более затратный потенциал
JJ
| Промышленные выбросы не СО2 Потери в режиме ожидания Биотопливо из сахарного тростника Топливная эффективность транспорта | Водяное отопление Кондиционирование воздуха Системы освещения
Дальнейший потенциал
щ
550 ppm4
450 ppm4
400 ppm4
~25 ~40 ~50
Маржинальные затраты,евро/тCO2 экв
Топливная эффективность коммерческого транспорта
V
Теплоизоляция зданий
10 15 20 25 30
Потенциал сокращения, млрд. ^O2 экв/год, в 2030 г.
Примерное сокращение выбросов
35
Рис. 1. Кривая мировых затрат на сокращение выбросов парниковых газов
тических потребностей страны и регионов2. Существенно расширяются блок расчета потребности в энергоносителях и оптимизационная модель EPOS3 [7], чтобы отразить в них применительно к России возможные размеры и стоимость вклада энергосберегающих и генерирующих технологий в снижение эмиссии парниковых газов.
Настройку модернизируемого таким образом модельно-информационного комплекса ЭкоТЭК осуществляет его Координирующий блок (см. [4, раздел 2]) - предельно агрегированная имитационная версия всего комплекса, на которой здесь определяются основные количественные характеристики новой парадигмы развития энергетики и экономики России. Для этого исходным взят один из сценариев традиционного развития и сделано несколько итераций (здесь не описываются) поэтапной интенсификации энергосбережения и перестройки структуры ТЭК - с учетом обусловленного этим удорожания энергоснабжения и соответствующего замедления развития экономики. В результате создан экологический сценарий, в котором после 2012 г. удается остановить рост эмиссии парниковых газов в России от использования органического топлива и после 2020 г. обеспечить ее снижение.
Правдоподобность рассматриваемых сценариев (особенно экологического) во многом определяет достоверность используемой информации. При всей важности структурных факторов в итоге возможности сокращения эмиссии парниковых газов опре-
2 По экономической постановке задачи и отраслевой детализации МЭНЭК близка к региональному блоку моделей SGM [6] и IGEM [http://www.economics.harvard.edu/faculty/jorgenson/files], но ее математическая формулировка позволяет учитывать не только материальные и энергетические балансы, но и финансовые условия развития основных секторов и экономики в целом.
3 Electric Power Optimization System описывает взаимосвязи в развитии электроэнергетики и топливных отраслей и по целям близка к модели MARKAL [http://www.etsap.org/documentation.asp], но позволяет совместно оптимизировать производственную программу и финансовое состояние энергетических компаний.
0
5
Основные параметры социально-экономического развития России
2005 г. 2010 г. 2015 г. 2020 г. 2030 г. 2050 г.
Население, млн. чел. 142,8 140,3 140,2 141 142 145
Рост ВВП, % в год 6,4 6,4 6,9-6,5 6,6-6,2 4,9-4,5 3,6- 3,4
то же % к 2005 г. 100 140 191-189 260-255 440-410 945 845
ВВП на душу населения, тыс. долл. 5,3 7,6 10,4-10,3 14,2-13,8 23,5-22,0 50-44
Потребление семей, % к 2005 г. 100 140 186-184 255-248 435-410 940 840
Душевое потребление, тыс. долл. в т.ч.: - мясо и рыба, кг/чел. 2,7 3,8 5,1 6,9-6,8 11,8-11,0 25 22
63 76 88-87 100-98 112-109 120- 115
- молоко и молоко-продукты, кг/чел. 235 266-270 308-312 348-345 380-375 400 395
- автомобили, шт./100 чел. 17,8 22,8 30,6-29,5 38,4-35 55-45 76 58
- жилье, м2/чел. 20,9 23,1 26,6-26 31,5-28,5 42-34 69 52,5
- общественные здания, м2/чел. 5,0 5,8 7-6,8 8,8-7,8 13,2-10,0 25 19
Примечание. Первые значения - для традиционного, вторые - для экологического сценариев.
деляются энергоэкологическими характеристиками и стоимостью используемых технологий. Их разнообразие, эффективность и вклад в снижение эмиссии парниковых газов по миру в целом иллюстрирует рис. 1 [8]. Подобные интегральные зависимости построены и для других стран4, но на период до 2030 г., когда характеристики новых технологий еще предсказуемы.
В экологическом сценарии для России использованы эти технологии, но наш уникальный потенциал энергосбережения и необычно высокая доля в энергоснабжении относительно более "чистого" природного газа существенно меняют состав, размеры и очередность их применения. При этом укрупненная, но методически полноценная энергоэкологическая и экономическая разработка традиционного и экологического сценариев выполнена до 2030 г., а интересующие мировую общественность [2] возможности снижения эмиссии парниковых газов в 2050 г. оценены по продолжению тенденций, складывающихся до 2030 г.
Социально-экономическое развитие России
Традиционный сценарий социально-экономического развития России подготовлен согласно "Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года", разработанной в 2007 г. Министерством экономического развития и торговли (МЭРТ) в соответствии с поручением Президента Российской Федерации5. Из трех рассмотренных в Концепции вариантов - инерционного, энерго-сырьевого и инновационного - в данной работе использован последний.
Он предусматривает доминирование после 2010 г. инновационных источников роста за счет реализации конкурентных преимуществ российской экономики как в традиционных (энергетика, транспорт, аграрный сектор), так и в новых наукоемких секторах экономики. По мнению МЭРТ реализация этого сценария позволит выйти на уровень развитых постиндустриальных стран за период 2005-2020 гг. с увеличением ВВП в 2,6 раза при значительном росте конкурентоспособности и структурной диверсификации российской экономики. Продолжение этого сценария расчетами на межот-
4 http//www.mckinsey.com/clientservice/ccsi/
5 http://www.government.ru/vsp/portal 19-11-2007
Рис. 2. Динамика энергоемкости ВВП, кГ н.э./тыс.долл. (ппс)
раслевой модели МЭНЭК [5] дало рост ВВП в 4,4 раза к 2030 г., а пролонгация сложившихся при этом тенденций до 2050 г. увеличила его в 9,5 раза относительно 2005 г.
Итерационный процесс построения экологического сценария дал более медленное (на 0,4—0,5 процентных пункта ежегодно) развитие экономики с увеличением ВВП в 4,1 раза к 2030 г. и в 8,4 раза к 2050 г. Замедление вызвано удорожанием основных фондов по всем видам деятельности (особенно в электроэнергетике, теплоснабжении и на транспорте) из-за интенсификации энергосбережения и реализации других мер сдерживания эмиссии парниковых газов. Другая причина - уменьшение по
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.