31 Марта 2017

Какие сценарии низкоуглеродного будущего есть у России? Часть вторая

Доктор наук из Университета Манчестера Мария Шармина недавно описала четыре таких сценария. Все они предусматривают последовательное, длительное, но в итоге очень резкое снижения объемов выбросов парниковых газов в результате радикальной реструктуризации российской энергетики. «Кислород.ЛАЙФ» перевел статью, опубликованную в научном журнале, с разрешения автора. Сегодня мы публикуем вторую часть; первая вышла неделю назад, 24 марта.
Поделиться в социальных сетях
От редакции

В феврале в научном журнале Energy Policy вышла статья Low-carbon scenarios for Russia's energy system: A participative backcasting approach. Ее автор – Мария Шармина, научный сотрудник Tyndall Centre for Climate Change Research, действующего при Университете Манчестера (Великобритания).

Это научная статья, очень большая и написанная по всем канонам – кому важен первоисточник, то вот вам ссылка.

Мария Шармина – доктор наук и преподаватель Университета Манчестера в области энергетики и управления проектами. С 2008 года она занимается исследованиями на стыке энергетики и климатологии. Закончила аспирантуру в Tyndall Centre for Climate Change Research, магистратуру в области экономики в Центральном Европейском университете, сочетая ее с исследованиями в Центре по изменению климата и устойчивой энергетической политики (Будапешт, Венгрия) и в Институте энергетических исследований Йоаннеум (Грац, Австрия).

Интерес Марии к России не случаен – свою первую ученую степень она получила в Дальневосточном федеральном университете (Владивосток). Регулярно читает лекции об изменении климата и проблемах устойчивого развития, а также взаимодействует с политическими структурами.

Для «Кислород.ЛАЙФ» Мария Шармина согласовала текст перевода и написала вводное слово для русскоязычных читателей. А также была не против некоторых замечаний, которая редакция статьи сочла важными и добавила к тексту. Они оказались тем более важными, что свою научно-исследовательскую работу г-жа Шармина проводила, пользуясь материалами конца первого десятилетия XXI века. Нельзя сказать, что с тех пор картинка в России изменилась радикально; но все же и не учитывать случившиеся сдвиги в энергетическом комплексе также не стоит. «Кислород.ЛАЙФ» перевел статью и подготовил ее облегченную версию для публикации. Мы разделили текст на две части, они выйдут с интервалом в неделю. Первая часть - сегодня.

От автора

Я постоянно слышу, что изменения климата благоприятны для России. Однако Росгидромет утверждает, что их положительный эффект будет весьма непродолжительным. Но есть и хорошая новость: мы все еще можем повлиять на эту ситуацию и предотвратить повышение среднемировой температуры на два и более градуса по Цельсию, чтобы сохранить хрупкий баланс между климатом и экосистемами на нашей планете. Заметьте, если раньше величина в 2 градуса рассматривалась как порог между «приемлемым» и «опасным» изменением климата, то теперь, по последним научным данным, это граница между «опасным» и «очень опасным». Поэтому мы обязаны действовать, чтобы сократить объемы выбросов углерода.

В моем исследовании я выделила четыре сценария, следуя которым Россия могла бы по-настоящему стать лидером в процессах декарбонизации и перехода к низкоуглеродной энергетике. Я намеренно не определяю эти сценарии как прогнозы. Я не предсказываю будущее. Но все четыре сценария предусматривают последовательное, длительное и при этом резкое сокращение объемов выбросов в результате радикальной реструктуризации российского энергоснабжения и энергопотребления.

И полумерами на этом пути не обойтись. Например, «углеродный налог» вряд ли будет эффективен в России — в силу малых размеров «углеродного бюджета», оставшегося в стране до превышения двухградусного порога. При этом такой налог все же может быть полезен, так как станет барьером для тех видов деятельности, что дают высокие выбросы углерода: например, авиаперевозкам и использованию личного автотранспорта. Они просто подорожают. Но вместе с ним или без него, России придется предоставить низкоуглеродные альтернативы, включая общественный транспорт, безопасную вело- и пешеходную инфраструктуру, систему получения электроэнергии на основе ВИЭ.

Нравится нам это или нет, Россию ждут преобразования, будь то в силу влияния климатических изменений. Или в результате наших стратегических шагов в направлении к низкоуглеродному будущему.

Четыре сценария

В рамках исследования было составлено четыре ретрополяционных сценария развития энергетики России.

Первый сценарий
Низкий экономический рост и низкое энергопотребление
Россия в 2050 году – постиндустриальная экономика, развивающаяся по пути деиндустриализации и переориентации экономической деятельности на сферу услуг. Переход осуществляется через серию экономических кризисов (следующих за спадом экономического развития в конце 2000-х), которые служат основанием для проведения экономических и социальных реформ. Сфера услуг, сельское и лесное хозяйство развиты и производят услуги с высокой добавленной стоимостью и товары с низкой добавленной стоимостью. Сфера услуг сосредоточена на ИКТ, при этом добавленная стоимость создается удаленно и децентрализовано. Обрабатывающая промышленность резко сокращается, в то время как темпы строительства в сельской местности растут вслед за деурбанизацией. В строительной отрасль внедряются инновационные технологии для поддержания сельского хозяйства и населенных пунктов в зоне оттаивающих вечномерзлых грунтов. По сравнению с годом, взятым за ориентир (2009 год), расселение людей в этом сценарии носит более рассредоточенный характер. Темпы жизни будут ниже, но домохозяйства станут более автономными. Политическая власть распределяется на множестве ограниченных уровней управления, чьи задачи и географические зоны ответственности не пересекаются и относительно стабильны.

Второй сценарий
Высокий экономический рост и среднее энергопотребление
 
Россия в 2050 году – также постиндустриальная экономика, развивающаяся по пути деиндустриализации и переориентации экономической деятельности на сферу услуг. Переход осуществляется через стадию высокого экономического роста по типу «балтийских тигров» и частичную либерализацию. Как и в первом сценарии, экономика ориентирована на сферу услуг, но с некоторыми особенностями. Так, сектор услуг выражено доминирует, промышленность развита умеренно, а сельское хозяйство – слабо (аналогично нынешнему состоянию российской экономики), при этом производятся услуги с высокой добавленной стоимостью и товары со средней добавленной стоимостью. Сфера услуг сосредоточена на ИКТ, при этом добавленная стоимость создается в больших, централизованных комплексах и кластерах по образцу Кремниевой долины. Темп урбанизации высокий, домохозяйства в основном концентрируются в высотных зданиях, и лишь некоторая их часть – в сельской местности – проживает в малоэтажных зданиях. Оттаивание вечномерзлых грунтов вынуждает людей переселяться в южные районы. Централизация власти напоминает текущую российскую «управляемую демократию».

Третий сценарий
Средний экономический рост и среднее энергопотребление
 
Россия в 2050 году – экономика, основывающаяся на восстановленной и модернизированной легкой и тяжелой промышленности, включая высокоэффективную добычу и переработку. Большая доля продукции производится внутри страны. Переход осуществляется посредством капиталистической экспансии, инициируемой государством (по принципу «сверху вниз», в административно-командном порядке), с интенсивным использованием трех факторов производства (труд, капитал и земля) из четырех возможных. Промышленные объекты расположены вблизи мест добычи сырья и/или энергоносителей; доля сферы услуг мала. Население распределено по всей территории страны и концентрируется вокруг промышленных зон; новый жилой фонд составляют преимущественно высотные здания. Оттаивающие вечномерзлые грунты осушаются, чтобы сохранить в тех же районах добычу ископаемого топлива и сельское хозяйство. Проэкологически настроенное правительство использует централизованный подход к управлению страной.

Четвертый сценарий
Высокий экономический рост и высокое энергопотребление
 
Россия в 2050 году – экономика, основанная на восстановленной и модернизированной легкой и тяжелой промышленности, и производящая большую долю продукции внутри страны. Переход осуществляется посредством капиталистической экспансии по инициативе «низов» («снизу вверх»), при этом экономика переключается с налогообложения труда на налогообложение капитала. Таким образом развивается производство с высокой добавленной стоимостью, требующее больших затрат труда и человеческого капитала (включая ремесла, модульность и восстановление промышленного комплекса). Темпы строительства высоки и связаны с ростом новой полицентричной сети больших городов с обширными пригородами. Строительная отрасль внедряет инновационные технологии для сохранения населенных пунктов в зоне оттаивающих вечномерзлых грунтов. Политическая власть распределяется по многочисленным уровням управления, которые ориентированы на решение специфических задач, местами дублируют друг друга и отличаются гибкостью.


Что делать в кратко-, средне- и долгосрочной перспективе?

Сценарии декарбонизации в моем исследовании основываются на иерархии мер по смягчению последствий климатических изменений, выстроенной по качественному критерию. Эта иерархия не претендует на исчерпывающий характер и представляет собой упрощенную классификацию доступных вариантов, расставленных по потенциалу их применения в кратко- или долгосрочной перспективе. Среди них — снижение энергопотребления за счет модернизации и сокращения расхода энергии на собственные нужды электростанций, замещение угля и нефти топливом из биомассы, увеличение доли ВИЭ, получаемой от солнечных батарей и прибрежных ветровых станций, новые ТЭЦ и АЭС, оснащенные системами улавливания и хранения углерода (CCS), сжигание топлива, получаемого из растений, в сочетании с захватом и захоронением образующегося CО2.

Энергия морских волн и приливов не рассматривается, так как более проверенные технологии получения возобновляемой энергии имеют технический потенциал, достаточный для удовлетворения энергетических нужд России в предложенных сценариях. Главным критерием для ранжирования этих мер является их осуществимость.

В краткосрочной перспективе главными низкоуглеродными мерами являются сокращение объемов используемой энергии (со стороны потребления), и замена углеводородов энергетическим сырьем из биомассы, в основном, отходов (со стороны снабжения). Отходы — в широком смысле: от ТБО до медицинских и промышленных. С точки зрения потребления сложно переоценить значение возможностей по сокращению энергопотребления и выбросов, особенно в ближайшей перспективе, из-за системной зависимости от углеродной энергетики и ее кажущейся безальтернативности. Все предложенные сценарии в полном объеме используют технические возможности России для повышения энергоэффективности, тем самым экономя около 290 млн тонн нефтяного эквивалента к 2050 году. При этом предполагается, что проблемы, связанные с парадоксом Джевонса (ситуация, когда технологический прогресс, который увеличивает эффективность использования какого-либо ресурса, увеличивает, а не уменьшает, объем его потребления) будут решены посредством дополняющих политических мер. Кроме того, энергопотребление в определенных отраслях снижается по ходу реализации сценариев в силу меньшей востребованности отдельных видов транспорта (в краткосрочной перспективе) и экономической реструктуризации (в долгосрочной перспективе; за исключением Первого сценария, в котором структура экономики аналогична структуре в году, взятом за ориентир, то есть в 2009-м).

В среднесрочной перспективе и далее, в дополнение к имеющимся мерам, со стороны потребления, Первый и Второй сценарии предполагают переориентацию экономики с энергоемких секторов на сферу услуг. Со стороны снабжения множество существующих электростанций выводится из эксплуатации, что является следствием наблюдаемых тенденций, касающихся сильно изношенных основных фондов. Во всех сценариях структура энергоснабжения становится более разнообразной и включает в себя, помимо энергии биомассы, и прочие ВИЭ – для производства электрической и тепловой энергии, а также топлива для транспорта.

При этом все четыре сценария делают ставку на использование ВИЭ как основную меру со стороны снабжения в средне- и долгосрочной перспективе. Чтобы уложиться в рамки углеродного бюджета двум сценариям со средним энергопотреблением в 2050 году (Второй и Третий) придется использовать либо ядерную энергию, либо технологии CCS.

Четвертый сценарий — с самым высоким энергопотреблением и самым поздним временем достижения пика выбросов — предлагает наименее реалистичный план действий. Тем не менее, он все-таки обладает теоретической ценностью и аналитической базой: для соблюдения углеродного бюджета он предусматривает высокий уровень потребления ядерной энергии, успешную широкомасштабную демонстрацию и внедрение технологий отрицательного выброса (биоэнергетики со связыванием и хранением углерода, БЭиСХУ) и повсеместную электрификацию транспорта.

Для учета таких факторов, как геополитическая ситуация, инвестиционный климат и российские запасы ископаемого топлива, сценарии намеренно предусматривают варианты внедрения систем CCS на станциях, работающих как на угле, так и на газе. Хотя два из четырех сценариев используют технологию связывания и хранения углерода, только один из них (Четвертый) делает ставку на технологии отрицательных выбросов и энергостанции, оснащенные установками связывания и хранения углерода и сжигающие ископаемое топливо с энергосырьем из биомассы.


В краткосрочной перспективе главными низкоуглеродными мерами являются сокращение объемов используемой энергии (со стороны потребления), и замена углеводородов энергетическим сырьем из биомассы, в основном, отходов (со стороны снабжения)
Препятствия для проведения мер декарбонизации

Ряд мер, предлагаемых для средне- и долгосрочной перспективы, предусматривает использование «незрелых» технологий, находящихся на стадии исследований и разработки или ожидающих внедрения в широком масштабе. Но технологии CCS самостоятельно или в сочетании с биоэнергетикой не могут быть переходными. Поэтому в сценариях, предусматривающих связывание и хранение углерода (Третий и Четвертый), введение этой технологии планируется после 2030 года.

Технические, коммерческие и более широкие экологические неопределенности, связанные с «незрелыми» технологиями, делают их далекими от реальности в обозримом будущем. Связывание и хранение углерода (СХУ), например, потребует создания дополнительной инфраструктуры: начиная с переоборудования существующих электростанций и заканчивая строительством новых и регулировки пропускной способности энергосети и трубопроводов. Кроме того, в значительной степени остаются неопределенными технические характеристики полномасштабной электростанции, оснащенной СХУ, «вопросы водоснабжения, хранения углерода, конкуренции за подземные хранилища», вопросы правового регулирования, осознания рисков, общественного одобрения этой технологии, коммерческой и финансовой целесообразности.

Важным, но часто упускаемым из вида риском, являются связанные с такими технологиями выбросы в начале производственного цикла. По имеющимся оценкам, СХУ снизит выбросы электростанций на 70%, вместо предполагаемых ранее «более 90%». Российский газ характеризуется особенно высоким объемом выбросов в начале производственного цикла из-за значительных объемов неконтролируемых утечек, а также необходимости транспортировки на большие расстояния. Прочие виды российского ископаемого топлива в ходе жизненного цикла также с большой вероятностью дают большее количество выбросов, чем углеводороды, добываемые в более развитых странах. Ясно, что этот фактор еще более усложнит соблюдение углеродного бюджета.

Энергосырье из биомассы потенциально может компенсировать выбросы при СХУ, но его производство связано с рядом иных неопределенностей и вопросами экологической безопасности. Кроме того, все четыре ретрополяционных сценария уже в значительной степени задействуют технический потенциал России в области энергии биомассы для нужд, отличных от БЭиСХУ (например, для транспорта, локальных электроустановок малой мощности и электростанций). Препятствия для широкого внедрения энергии биомассы носят технологический (например, недостаточные исследования и разработка), экономический (высокая стоимость), институциональный и политический (низкая заинтересованность правительства) характер. И хотя все эти вызовы актуальны не только для России, проблема повсеместного получения высококачественного топлива из биомассы характерна именно для этой страны в силу некорректной энергостатистики и отсутствия достаточных нормативных требований к качеству такого сырья. Вдобавок, олигополистическая структура российского рынка этого сырья препятствует конкуренции, которая привела бы к снижению цен.

В числе факторов, препятствующих реализации возможностей России по повышению энергоэффективности: ограниченные инвестиции, низкая осведомленность среди населения и организаций, такие несовершенства рынка, как субсидирование бытовой электроэнергии и газа, недостоверные данные статистики по энергопотреблению и дыры в законодательстве. В частности, существенные проблемы наблюдаются в секторе энергоснабжения зданий и районного теплоснабжения, имеющем наибольший потенциал энергосбережения в российской экономике. С учетом того, что большинство российских семей проживает в многоквартирных высотках, а институты самоуправления собственников жилья фактически отсутствуют, весьма проблематично скоординировать проведение масштабной модернизации таких зданий целиком. В секторе отопления жилых зданий низкое качество услуги в совокупности с затяжным холодным временем года и дорогостоящей системой распределения тепла – системная проблема, которая вряд ли будет решена текущими мерами, такими как установка теплосчетчиков. Однако российские транспорт и промышленность еще больше отстают от развитых стран в вопросах применения энергоэффективности в основном из-за отсутствия финансирования и рынка соответствующих услуг.

Аналогичные трудности связаны с реализацией технического потенциала России в использовании ВИЭ. Обладая большими запасами ископаемого топлива, эта страна с трудом стимулирует энергопотребление из неуглеводородных источников, которое может привести к повышению цен на энергию для конечных потребителей. Соответственно, одним из главных препятствий для использования ВИЭ является субсидируемое потребление природного газа в бытовом секторе. Эта проблема централизованного регулирования тарифов на энергию усугубляется централизованным (в противовес региональному) контролем за выдачей разрешений на строительство ВИЭ-энергоустановок. Кроме того, как и другие страны, Россия сталкивается с трудностями распределения нагрузки сетей и их объединения, связанными с нестабильностью ВИЭ.

Один из вариантов, полностью исключенных из «иерархии» мер по смягчению последствий климатических изменений по причине ограниченной эффективности, - это торговля квотами на выбросы углерода. На мой взгляд, жта мера не обеспечивает сокращения выбросов темпами, достаточно высокими для соблюдения порога «ниже двух градусов». Ограничение в 2 градуса по Цельсию важно в данной ситуации, так как оно указывает на экстренность и масштабность проблемы. Торговля квотами могла бы стать действенным инструментом снижения выбросов, если бы она была запущена и доведена до совершенства, когда проблема изменения климата была впервые обозначена - то есть еще в конце 1980-х. Однако с учетом стремительного исчерпания углеродного бюджета единственным вариантом для соблюдения двухградусного порога может быть прямое политическое вмешательство, в том числе стимулирование использования ВИЭ на стороне снабжения, а также энергоэффективность и энергосбережение на стороне потребления.


Большинство российских семей проживает в многоквартирных высотках, институты самоуправления собственников жилья фактически отсутствуют, а потому весьма проблематично скоординировать проведение масштабной модернизации таких зданий целиком
Выводы

Россия неоднократно подписывала международные соглашения, обязывающие ее к соблюдению порога «ниже двух градусов». При добросовестном отношении к принятым на себя обязательствам России придется ограничить уровень и динамику выбросов рамками углеродного бюджета, соответствующего соблюдению этого порога. Однако с учетом уникальных особенностей российской энергетики, становится понятно, что текущая траектория развития России далека от соблюдения установленного ограничения.

Составленные в рамках данного исследования сценарии не дают однозначного заключения, что какая-то одна из предлагаемых для России траекторий является предпочтительной (например, деиндустриализация с уклоном в сферу услуг против деиндустриализации на основе передовых технологий). Цель была — показать масштаб проблемы минимизации последствий и сделать практические выводы с учетом того, что Россия – одна из самых углеродо- и энергоемких экономик в мире. Чтобы иметь реальные шансы соблюсти ограничение углеродного бюджета, этой стране придется прибегнуть к незамедлительным, всеобъемлющим и длительным сокращениям выбросов СО2. Такие сокращения достижимы только путем значительной трансформации российской энергетики, подразумевающей как стремительное снижение энергопотребления, так и запуск беспрецедентной программы по строительству обширной низкоуглеродной инфраструктуры.

На этом фоне вызывают вопросы растущие объемы госинвестиций в разведку и добычу ископаемого топлива, несовместимые с выполнением обязательств по соблюдению двухградусного порога. Тем не менее, с учетом ресурсов и человеческого капитала, а также административно-командной политической структуры, Россия все же могла бы инициировать проведение изменений в энергетике, согласующихся с принятыми обязательствами. Ретрополяционные сценарии трудно осуществимы технически, а экономическая и социальная осуществимость (и желательность) чреваты дополнительными ограничениями и политическими последствиями по меньше мере в текущей социально-экономической парадигме. Такая радикальная трансформация потребует стремительных технологических изменений и, что еще сложнее, ликвидации организационных и социальных структур, сопутствующих нынешней российской энергетике.

Одно из частых препятствий к реализации разных мер декарбонизации в ретрополяционных сценариях – это нехватка финансирования. Это препятствие вызвано отчасти стоимостью технологий повышения энергоэффективности и ВИЭ (с учетом имеющегося в избытке дешевого ископаемого топлива, а также субсидируемого энергопотребления в бытовом секторе) и отчасти зависимостью от выбранного ранее пути, в частности, унаследованных низкоэффективных сооружений и оборудования. Многие из этих препятствий могут быть преодолены посредством целенаправленной политики. Ключевые рекомендации в этом направлении: постепенное сокращение субсидирования энергопотребления, обеспечение займов и грантов для проектов, связанных с энергоэффективностью и ВИЭ, установление экологических стандартов для новых зданий, автомобилей и электростанций, повышение осведомленности населения, а также сбор детальной и качественной информации по энергопотреблению и выбросам для определения на основании измеримых параметров (без)успешности этих мер. Также для российского правительства будет существенным создание рынка услуг по обеспечению энергоэффективности и стимулирование внутреннего спроса на энергосырье из биомассы.

Хотя Россия приняла законы, поддерживающие как оптовые, так и розничные поставки возобновляемой энергии, эта деятельность должна вестись более широкомасштабно, если эта страна намеревается выполнить взятые на себя обязательства по соблюдению порога в «два градуса». Не подключенные к единой энергосистеме населенные пункты в отдаленных частях России, таких как Крайний Север, могли бы стать экспериментальной площадкой для рентабельных проектов ВИЭ.

Эти рекомендованные меры формируются как внешними, так и внутренними приоритетами российского правительства. К внешним приоритетам относится независимость страны в плане импорта и экспорта, в том числе самодостаточность (постепенное сокращение импорта сельскохозяйственной и прочей продукции), и в плане надежности потребления (расширение круга партнеров по торговле энергией). Внутренние приоритеты включают региональное развитие, эффективное расселение и выполнение «социального договора». Проще говоря, региональное развитие означает перераспределение материальных благ из столичных Москвы и Санкт-Петербурга в другие крупные и малые города. Эффективное расселение – это обеспечение посредством субсидий и прочих льгот поселения российских граждан в отдаленных регионах для сохранения национального присутствия. Социальный договор – это обещание правительства обеспечить относительное благосостояние и стабильность в обмен на политическую поддержку и апатию населения. Частью социального договора является предоставление дешевой энергии для бытовых нужд и прочих социальных субсидий.

Если цель по соблюдению порога «ниже двух градусов» будет достигнута, даже с применением технологии СХУ, примерно пятую часть запасов российской нефти, половину запасов газа и почти 95% запасов угля придется перевести в уцененные активы, чтобы вписаться в соответствующий бюджет МГЭИК. Доходная часть федерального бюджета России сократится одновременно с ростом внутренних цен на энергию. Упавший мировой спрос на нефть явно оказывает отрицательный эффект на экономику России. Две стороны одной монеты – ископаемое топливо как статья экспорта и как основа внутренних поставок энергии – могут подорвать социально-экономические основы установленного в стране порядка, если срочно не начать систематическое и оперативное применение мер смягчения последствий. В то же время затянувшееся международное бездействие и сопутствующие климатические изменения будут иметь серьезные последствия для российской энергетики и всеобщего благосостояния общества.

Сокращение доходной части бюджета и повышение внутренних цен на энергию привносят риск дестабилизации существующего общественного договора, если только правительство не подаст эту ситуацию как обретение независимости от Запада, тем самым оправдывая необходимость затянуть людям пояса потуже. Такая подача может сподвигнуть страну на достижение приоритета собственной самодостаточности путем развития производства и даже превращения в экспортера возобновляемой энергии, для чего у России имеется большой технический потенциал.

У России нет необходимости и далее полагаться на экспорт нефти и газа. Это текущая роль страны в мире в основном обусловлена продажей энергии ископаемого топлива. Проблемы технологического прогресса, политики и социального договора связаны одним фундаментальным вопросом, нерешенным для людей внутри страны и за ее пределами: каково место России в мире будущего? Международное лидерство России в развитии низкоуглеродной и устойчивой к изменению климата экономики может указать на ее новое место на благоприятной для жизни и экологически безопасной планете.


У России нет необходимости и далее полагаться на экспорт нефти и газа. Это текущая роль страны в мире в основном обусловлена продажей энергии ископаемого топлива

Перевод статьи с английского - Станислав Лоскутников.