Сценарии эмиссии и потенциал сокращения выбросов СО2 в России на основе лучших доступных технологий

Олег Луговой, Фонд Защиты Природы (EDF), США

Энергоэффективность и устойчивое развитие России,Конференция по экономическому моделированию

15 Декабря, Москва, 2011

Структура доклада

• Модель RU-TIMES: общие сведения– Методика моделирования “Bottom-Up”– Моделируемые отрасли/технологии– Цели моделирования

• Сценарии: – основные предпосылки– рост конечного спроса– технологии

• Результаты оценки динамики выбросов СО2 по сценариям

• Сценарий торговли квотами на выбросы

• Основные выводы

Моделирование “Bottom-Up”• Модель TIMES (The Integrated MARKAL-EFOM

System) представляет собой репрезентативную энергетическую систему – упрощенное описание основных технологий производства и потребления энергии

• TIMES разработана исследовательской группой в рамках проекта Международного Энергетического Агентства ETSAP (подробности http://www.iea-etsap.org)

• Используется для долгосрочного планирования и анализа энергетической, экологической, климатической политики

• Версия для России откалибрована экспертами ИЭП им. Гайдара и EDF при поддержке РАНХ при Правительстве Российской Федерации

TIMES: Репрезентативная энергетическая система

Источник: ETSAP

Типичное представление технологии в модели: пример угольной электростанции

Уголь (97%), PJ

Мазут (3%), PJ

КПД = 33%Инв.Стоим = $800/kWФикс.затраты = $50/год Перемен.затраты= 3$/PJСрок службы = 40 лет

Электричество (PJ)

CO2

CO2SOx, NOx, …

Цели моделирования

• Определить набор технологий, который при установленных ограничениях позволит удовлетворить заданный конечный спрос при минимальных затратах.

– В качестве ограничений могут выступать ресурсы, ограничения на выбросы, цели энергетической/экологической политики

– Целевая функция – минимальная дисконтированная сумма затрат (инвестиционные, операционные, топливо, налоги и платежи, потоки внешней торговли, и другие)

Моделируемые отрасли/технологии• Электроэнергетика (электростанции,

теплоэлектроцентрали, котельные)

• Черная металлургия (чугун, сталь, кокс)

• Транспорт (авто, ж/д, авиа, городской пассажирский, трубопроводный)

• Здания (вкл. освещение, бытовые приборы)

• Нефтепереработка (мазут, бензины/керосины/дизель)

• Добывающая промышленность (углеводороды, руда)

• Строительные материалы (клинкер, цемент)

• Остальные (в совокупности)

Структура выбросов СО2 от сжигания топлива в 2009 году

57%

8%

15%

8%

1% 11%Электроэнергетика

Металлургия

Транспорт

Домашнее хозяйство

Коммерческий сектор

Прочие

Источник: МЭА

Основные параметры сценариев (1/2)

• Средний рост ВВП от 4.5% (в 2012) до 3.8% (2030), и 3.1% (2050) в год.

• Экзогенный спрос на конечную продукцию (металлы, транспортные перевозки, цемент)

• Экспорт/импорт энергоресурсов и готовой продукции, цены

• Для определения предпосылок использовались официальные отраслевые целевые показатели и прогнозы (КДР-2020, Транспортная стратегия, Прогнозный баланс развития электроэнергетики 2030, Стратегия развития металлургической промышленности, и др.)

Основные параметры сценариев (2/2)

• Консервативная позиция в отношении возобновляемых источников энергии (не более 5% к 2030 году)

• Технология улавливания и захоронения СО2 (CCS) до 2030 года предполагается недоступной

• Умеренные темпы выбытия мощностей (не более 40% тепловых электростанций будет обновлено за 20 лет)

Технологии

• Базового года:– Откалиброваны на российской официальной

статистике и данных из международных источников

• Альтернативные (передовые) доступные технологии

– Данные Международного Энергетического Агентства, ETSAP

• Ресурсы– Официальные и экспертные оценки потенциала

добычи ископаемого топлива и возобновляемых ресурсов

Предпосылки: рост спроса на продукцию/услуги, 2010 = 100%

100%

120%

140%

160%

180%

200%

220%

240%

2020

2030

Предпосылки: рост спроса на транспортные услуги, 2010 = 100%

50%

100%

150%

200%

250%

300%

2020

2030

Сценарии экономической политики

• BASE (полное отсутствие модернизации)

• BAU (Business as Usual – «Оптимальный» достижение целевых объемов производств с минимальными издержками)

• CAP50 (ограничение на выбросы СО2 с линейным снижением на 50% относительно 1990 года к 2050 году)

• CAP75 (ограничение на выбросы СО2 с линейным снижением на 75% относительно 1990 года к 2050 году)

• CAT (сценарий CAP50 с возможностью международной торговли квотами на выбросы “Cap and Trade”)

Прогноз эмиссии СО2 от сжигания топлива: Сценарий “без модернизации”

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

mm

t CO

2 BASE

1990

Прогноз эмиссии СО2 от сжигания топлива: “Оптимальный” сценарий (BAU)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

mm

t CO

2

BASE

BAU

1990

Прогнозы эмиссии СО2 от сжигания топлива по сценариям

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

mm

t CO

2

BASE

BAU

CAP50

CAP75

1990

Международная торговля СО2

1300

1350

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

1800

2010 2015 2020 2025 2030

mm

t CO

2

BAU

CAP50

CAT

Международная торговля СО2

1300

1350

1400

1450

1500

1550

1600

1650

1700

1750

1800

2010 2015 2020 2025 2030

mm

t CO

2

BAU

CAP50

CAT

~ 1.3 млрд.тонн

Потенциал продаж квот на выбросы при цене 20-40 $/тонну

Оценка углеродоемкости ВВП

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

BASE

BAU

CAP50

CAP75

Основные выводы (1/2)

• Модель RU-TIMES представляет собой репрезентативную энергетическую систему Российской экономики, предназначенную для анализа экономической политики в области энергетики, экологии, климата

• Принцип действия модели основан на сопоставлении альтернативных технологий и технологических цепочек по издержкам за весь период жизни технологий и горизонт планирования

Основные выводы (2/4)

• Россия обладает значительным потенциалом энергосбережения и, следовательно, сокращения выбросов СО2 только за счет обновления существующих мощностей.

• В рассматриваемых сценариях эмиссия СО2 от сжигания топлива достигает уровня 1990 года только в одном случае – при полном отсутствии модернизации и продолжении инвестирования в устаревшие энерго-неэффективные технологии. Если отсутствие модернизации можно рассматривать как крайне негативный сценарий, то расширение производства за счет новых инвестиций в устаревшие технологии на практике маловероятно

Основные выводы (3/4)

• Эмиссия СО2 в случае “Оптимального” сценария – с минимальными финансовыми затратами – не превышает 80% уровня 1990 года на всем рассматриваемом промежутке.

• Большее сокращение выбросов достижимо при ограничении на выбросы (CAP) с вовлечением более энергоэффективных, хотя и относительно более дорогих технологий. Фактически без существенного вовлечения CCS и возобновляемых источников снижение эмиссии достижимо до уровня 25% к 2050 году.

Основные выводы (4/4)

• Участие в мировой торговле квотами на эмиссию парниковых газом может способствовать дополнительному сокращению СО2 на 1.3 млрд. тонн за 15 лет с целью экспорта квот. Данные значительные ресурсы могут дать дополнительные стимулы для ускорения модернизации, еще увеличив эффект сокращения выбросов.