Подходы к оценке затрат на переход к низкоуглеродному развитию в России

Кирилл ДЕГТЯРЕВ
Научный сотрудник, к. г. н., научно-исследовательская лаборатория возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ
им. М.В. Ломоносова
E-mail: kir1111@rambler.ru

Дмитрий СОЛОВЬЕВ
Старший научный сотрудник, к. ф.-м. н., Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Объединенный институт высоких температур Российской академии наук
E-mail: solovev@ocean.ru

Михаил БЕРЕЗКИН
Ведущий научный сотрудник, к. г. н., научно-исследовательская лаборатория возобновляемых источников энергии географического факультета МГУ
им. М.В. Ломоносова
E-mail: mberezkin@inbox.ru

Введение

Россия вошла в число стран мира, провозгласивших переход к низкоуглеродному развитию с перспективой достижения углеродной нейтральности (нулевых нетто-­выбросов углерода) к 2060 г. В настоящее время большинство стран мира и почти все крупные государства поставили данную цель со сроками достижения 2040–2070 гг., эта цель закреплена в законах или национальных стратегиях развития данных стран (рис. 1).

Активизация работы в этом направлении в последние годы связана с присоединением России к Парижскому соглашению (ПС) [2], принятому в развитие идей Рамочной конвенции ООН об изменении климата от 09.05.1992 г. [3] и вместо завершившего срок действия Киотского протокола [4]. ПС не содержит обязательств сторон по количественным показателям сокращения эмиссии парниковых газов. Стороны обязуются прилагать усилия к ограничению роста средней глобальной температуры до показателя не выше 1,5 °C относительно доиндустриального уровня (отметим, что определение доиндустриального уровня при этом не даётся). Основное направление усилий – ​снижение выбросов CO2 в атмосферу. В соответствии с соглашением, стороны должны разработать к 2020 г. национальные стратегии перехода к безуглеродной экономике. После присоединения России к ПС государством был принят ряд нормативных актов, касающихся сокращения выбросов парниковых газов (таблица 1), а также Стратегия социально-­экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 г. [5], требующая отдельного рассмотрения.

Также в марте – ​апреле 2022 г. был принят ряд постановлений, направленных на развитие рыночных инструментов низкоуглеродного развития, таких, как реализация климатических проектов и рынок углеродных единиц [19; 20; 21].
Стратегия социально-­экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 г. (далее стратегия) является основополагающим документом, принятым во исполнение указа Президента РФ от 4 ноября 2020 г. № 666 «О сокращении выбросов парниковых газов» и принятых обязательств в рамках Парижского соглашения.
Стратегия предполагает два сценария экономического развития – ​инерционный и интенсивный, принятый в качестве целевого (таблица 2).

Согласно инерционному сценарию, нетто-­выбросы парниковых газов, с учётом поглощающей способности экосистем, оценённой в 535 млн т СО2‑экв., с текущего уровня 1 584 млн т СО2‑экв. вырастут на 8 % к 2030 г. – ​до 1 718 млн т СО2‑экв. и на 25 % к 2050 г. – ​до 1986 млн т. В стратегии отмечается, что это не соответствует поставленным задачам низкоуглеродного развития.
Согласно же интенсивному (целевому) сценарию, к 2050 г. валовые выбросы к 2050 г. снизятся на 910 млн т СО2‑экв. по сравнению с инерционным сценарием – ​до 630 млн т СО2‑экв. в год. Отмечается, что достижение этой цели сделает возможным и обеспечение полной углеродной нейтральности к 2060 г.
Достижение поставленной цели предполагается с помощью комплекса мероприятий, включая:

• разработку нормативной правовой базы достижения целевых показателей выбросов парниковых газов с учетом гармонизации этих показателей с международными аналогами;
• технологии, снижающие углеродный след существующей угольной генерации;
• цифровизацию и электрификацию отраслей экономики;
• в металлургии и химической промышленности – ​водородные технологии;
• парогазовую генерацию, атомные электростанции, гидроэлектростанции и ВИЭ;
• повсеместное замещение низкоэффективных котельных объектами когенерации;
• широкое стимулирование развития и применения технологий улавливания, использования и захоронения ПГ.

В стратегии обращают на себя внимание три момента, вызывающих, в том числе, критическое отношение к достижимости поставленных целей.
Во-первых, отсутствует описание конкретных шагов, направленных на решение поставленной задачи.
Во-вторых, движение к достижению целей полностью отложено на период после 2030 г. – ​показатели инерционного и интенсивного сценариев на 2030 г. практически не различаются.
В-третьих, более, чем на 2/3 поставленные цели предполагается достичь не за счёт снижения антропогенных выбросов парниковых газов (в интенсивном сценарии предполагается снижение выбросов к 2050 г. на 290 млн т СО2‑экв.), а за счёт роста их поглощения экосистемами – ​на 665 млн т СО2‑экв. При этом непонятно, как текущая величина поглощений – ​535 млн т СО2‑экв. была рассчитана и, тем более, за счёт чего она может быть увеличена более, чем вдвое.
Согласно имеющимся оценкам, суммарное годовое поглощение парниковых газов экосистемами России колеблется в очень широком диапазоне от 100 до 700 млн т СО2‑экв. [22, 23]. Более того, являются ли естественные экосистемы в долгосрочном плане чистыми поглотителями или на больших промежутках времени сохраняется равновесие между поглощением и выбросами, остаётся дискуссионным вопросом.

Оценки стоимости энергетического перехода к «зелёной» экономике

В разное время оценки инвестиционных затрат на осуществление энергетического перехода и достижение углеродной нейтральности в мире в целом и в отдельных странах проводили энергетические и аналитические агентства, такие, как IRENA, IEA, Bloomberg и другие; подробное изложение содержится в [24, 25]. В то же время, в представленных работах не раскрывается методика расчёта затрат. Итоговые оценки затрат в глобальном масштабе составляют величины, близкие к 100 трлн долл., или порядка 3–4 трлн долл. в год. Наши оценки, сделанные в соответствии с представленной методикой ранее, дают величину около 120 трлн долл. с возможным разбросом от 90–100 до 150 трлн долл. [24].
Известно, что для России аналогичные оценки проводились аналитическими службами «ВТБ-Капитал» [26], но в имеющихся в открытом доступе материалах также не содержится описания методики расчётов. По оценкам, приведённым «ВТБ-Капитал», инвестиционные затраты России на переход к углеродной нейтральности могут составить величину, превышающую 400 трлн руб. (около 5 млрд долл.).
В стратегии [5] также указаны предполагаемые затраты (без приведения расчётов затрат), связанные с реализацией интенсивного сценария низкоуглеродного развития – ​совокупные годовые инвестиции в снижение нетто-­выбросов оценены в 1 % российского ВВП до 2030 г. и 1,5–2 % ВВП в 2031–2050 гг.
Таким образом, исходя из величины ВВП в 150 трлн руб. [27], без учёта его увеличения, до 2030 г. они будут составлять около 1,5 трлн руб. в год, или около 15 трлн руб.; в 2031–2050 гг. – 2,2–3 трлн руб. в год, или 44–60 трлн руб. за весь период; таким образом, общая сумма затрат составит 60–75 трлн руб. (менее 1 трлн долл.). Однако, при этом, более 2/3 сокращения выбросов, как предполагается, должно произойти за увеличения поглощения парниковых газов экосистемами (см. выше) – ​и затраты непосредственно на решение этой задачи («совокупные инвестиции в реализацию дополнительных мер по охране и повышению качества управляемых экосистем» [5]) оценены в 0,1 % ВВП, т. е. всего в 10 % общей суммы предполагаемых затрат.
Нами также были ранее проведены расчёты и для России [25]. По нашим оценкам, в зависимости от исходных допущений, инвестиционные затраты на переход к углеродной нейтральности могут варьироваться от 160 до 400 трлн руб. Ниже мы приводим обновлённые оценки, а также рассматриваем несколько сценариев в зависимости от объёмов энергопотребления и доли каждого источника энергии в энергообеспечении.

Методика оценки инвестиционных затрат на переход к углеродной нейтральности экономики России

Предлагаемая методика расчёта была использована нами ранее в [24, 25]. Использованы следующие исходные допущения:
не учитывается поглощающая способность экосистем – ​в виду высокой степени неопределённости в данном вопросе (см. выше), а также исходя из преобладающих в мире подходов, предполагающих учёт именно антропогенной эмиссии и её непосредственного снижения [23], предполагается, что углеродная нейтральность достигается исключительно за счёт сведения к нулю антропогенных выбросов парниковых газов;
нулевая эмиссия парниковых газов будет достигнута к 2060 г.;
энергопотребление в стране должно быть полностью обеспечено за счёт электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях, работающих на неуглеродных источниках – ​атомных станциях и ВИЭ (гидро-, ветровых и солнечных).
По состоянию на 2021 г. энергопотребление в России оценивается на уровне 1180 млн т условного топлива [28] – ​что соответствует 9 600 Тераватт-­часов (ТВт·ч), или 9600⋅109 кВт·ч; по данным [29] оно составило 31,3 ЭДж, что эквивалентно 8700 ТВт·ч, или 8700⋅109 кВт·ч. По данным [28], наблюдается плавная тенденция к росту потребления энергии в России: 948 млн т у. т. в 2005 г., 1 043 млн в 2010 г., 1 071 млн в 2015 г. и 1 180 млн в 2021 г. По данным, приведённым в [29], фиксируется аналогичная тенденция – ​рост с менее 26 ЭДж (7 222 ТВт·ч) в 2000 г. до более 31 ЭДж в 2021 г.
Мы последовательно рассматриваем сценарии, в которых средний годовой объём энергопотребления в стране составляет 8 000, 10 000 и 12 000 ТВт·ч. (соответственно, 8000, 10000 и 12000⋅1012 кВт·ч).
Отметим, что первый сценарий – ​при котором энергопотребление в 2060 г. окажется ниже нынешнего уровня, также вероятен, учитывая возможности развития технологий энергосбережения в энергоёмких отраслях и на уровне ЖКХ. Также отметим, что с начала XXI века душевое энергопотребление в США, Западной Европе и Японии снижается со скоростью 0,5–1 % в год (по данным [29]); в Японии, при сокращении численности населения, потребление энергии снижается и в абсолютных единицах.
В настоящее время примерно 1140 ТВт·ч [29], или 13 % всего энергопотребления, округлённо – ​1200 ТВт·ч (1200⋅1012 кВт·ч), обеспечивается неуглеродными источниками.
Таким образом, в качестве допущения нами предполагается, что, в зависимости от сценария, требуется дополнительно обеспечить за счёт электроэнергии, получаемой из неуглеродных источников:
8 000–1 200 = 6 800 ТВт·ч (6800⋅109 кВт·ч);
10 000–1 200 = 8 800 ТВт·ч (8800⋅109 кВт·ч);
12 000–1 200 = 10 800 ТВт·ч (10800⋅109 кВт·ч).
Для каждого из этих вариантов нами рассмотрены три сценария, предполагающие различные доли разных источников – ​атомной, гидравлической, ветровой и солнечной энергии, в данных объёмах производства. Таким образом, нами рассматривается 9 сценариев для разных объёмов энергопотребления и различных долей разных неуглеродных источников (таблица 3).

Исходя из объёма выработки электроэнергии данным источником, нами была рассчитана потребность в генерирующих мощностях на основе данных по среднему коэффициенту использования установленной мощности (КИУМ) для электростанций данных типов. По данным [30], КИУМ электростанций в России составил (округлённо до целых): АЭС – ​84 %, ГЭС – ​48 %, ВЭС – ​28 %, СЭС – ​14 %.
Формула расчёта в данном случае:

где: С – ​требуемые мощности, ТВт; P – ​производство электроэнергии, ТВт⋅ч, 8760 – ​время, соответствующее 1‑му году в часах, КИУМ – ​коэффициент использования установленной мощности (отношение количества фактически выработанной электроэнергии к тому количеству электроэнергии, которое было бы выработано, если бы электростанция работала с нагрузкой, соответствующей ее установленной мощности),%.
Рассмотрим расчёт потребностей в энергетических мощностях на примере сценария 1.1 (таблица 4), производство 6 800 ТВт·ч должно быть обеспечено в соотношении: 50 % – ​за счёт АЭС, 40 % – ​ГЭС, по 5 % – ​ВЭС и СЭС.
Далее, исходя из имеющихся данных по удельным инвестиционным затратам (на единицу установленной мощности): АЭС – ​180 000 руб./кВт, ГЭС – ​140 000 руб./кВт, ВЭС – ​85 000 руб./кВт, СЭС – ​65 000 руб./кВт [31; 32] (соответственно, и умножая эти величины на общие величины требуемых мощностей (таблица 4), рассчитываем общую величину инвестиционных затрат. Рассмотрим этот расчёт также на примере сценария 1.1. (таблица 5).

Аналогичным образом рассчитываем потребности в генерирующих мощностях для каждого из обозначенных выше (таблица 3) сценариев.

Результаты и обсуждение

Расчёты по обозначенным выше сценариям (таблица 3) показывают, что сумма инвестиционных затрат на обеспечение углеродной нейтральности без учёта поглощающей способности экосистем варьируется от 200 до 350 трлн руб. (рис. 2), или от 5 до 9 трлн руб. в год (от 3 до 6 % ВВП), исходя из срока её достижения к 2060 г.

Данные оценки близки оценкам «ВТБ-Капитал» и нашим предыдущим оценкам, но примерно в 3–5 раз превосходят цифры, указанные в стратегии. В то же время, согласно стратегии, сокращение антропогенных выбросов парниковых газов должно обеспечить всего 30 % их общего снижения.
Также анализ показывает повышение инвестиционных затрат со снижением доли атомной энергетики и гидроэнергетики, где более высокие инвестиционные затраты компенсируются существенно более высоким КИУМ.

Выводы

Россия взяла курс на переход к низкоуглеродной экономике с кардинальным сокращением выбросов парниковых газов (ПГ), в рамках которого принят ряд нормативных документов, фиксирующих необходимые объёмы сокращения выбросов ПГ, методику их учёта, меры рыночного, финансового и правового характера, стимулирующие низкоуглеродное развитие.
Цели, задачи и сроки достижения поставленных целей изложены в стратегии социально-­экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 г. Согласно интенсивному – ​целевому, сценарию стратегии, выбросы парниковых газов к 2050 г. сократятся с 2119 до 1830 млн т СО2‑экв. – ​на 289 млн т, тогда как поглощение экосистемами вырастет с 535 до 1200 млн т в год, или на 665 млн т СО2‑экв. Таким образом, именно на счёт этой составляющей в существенно большей степени предполагается достижение поставленной цели. В стратегии приводится оценка затрат на переход к низкоуглеродному развитию: около 1 % российского ВВП в год до 2030 г. с ростом до 1,5–2 % ВВП после 2030 г. Исходя из текущих величин ВВП России, это означает суммы около 1,5 трлн руб. в год с последующим ростом до 3 трлн в год и суммарной величиной около 75 трлн руб. При этом, сумма затрат на увеличение поглощающей способности экосистем оценивается в 0,1 % ВВП.
Исходя из высокой степени неопределённости в оценках поглощения парниковых газов экосистемами и возможностей его увеличения, нами были рассчитаны инвестиционные затраты на достижение углеродной нейтральности без учёта поглощения, исходя из сведения к нулю собственно антропогенной эмиссии.
В основе методики расчёта – ​допущение, что отсутствие антропогенных выбросов парниковых газов возможно, если всё требуемое количество энергии поставляется в виде электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях, работающих на неуглеродных источниках – ​атомной энергии и ВИЭ. Далее нами были проведены расчёты потребностей в генерирующих мощностях для обеспечения данного количества энергии и, на основе имеющихся данных по удельным инвестиционным затратам (на единицу установленной мощности), оценена общая сумма инвестиционных затрат.
Нами были рассмотрены сценарии с различными величинами энергопотребления и соотношениями объёмов производства энергии из разных источников. В зависимости от сценария, в России затраты на переход к полной углеродной нейтральности, исходя из сведения к нулю антропогенных выбросов парниковых газов, находятся в диапазоне от 200 до 350 трлн руб. Это в 3–5 раз выше оценок, приведённых в стратегии; в то же время, стратегия предполагает, что всего 30 % общего сокращения нетто-­эмиссии парниковых газов придётся на снижение антропогенных выбросов.
Также анализ показал, что более высокая доля атомной энергетики и гидроэнергетики ведёт к снижению общих инвестиционных затрат, поскольку более высокие удельные инвестиционные затраты с компенсируются существенно более высоким КИУМ станций данных типов.