Экологическая политика

Экологическая политика10.06.2023

Декарбонизация добывающих отраслей экономики Республики Казахстан

Бахыт Есекина, Член Совета по зеленой Экономике при Президенте РК, Директор НОЦ «Зеленой Академии», д.э.н., профессор

Проблема глобального энергетического перехода, основанного на принципах декарбонизации, технологической модернизации и интеграции принципов ESG в процессы корпоративного управления, является стержнем модернизации долгосрочных стратегий экономического развития как развитых, таки развивающихся стран.

Как известно, Указом Президент Республики Казахстан Касым-Жомарта Токаева от 2 февраля 2023 года была утверждена Стратегия достижения углеродной нейтральности Республики Казахстан до 2060 года. В этой связи коллективная монография известных казахстанских ученых и экспертов, посвященная разработке и обоснованию теоретико-методологических положений и практических рекомендаций Правительству РК по достижению углеродной нейтральности на страновом уровне, является весьма своевременной и актуальной и представляет собой пионерное исследование не только в Казахстане, но и для стран АТР.

Авторы начинают свое исследование с обоснования концептуальных положений декарбонизации на основе обобщения международного опыта энергетического перехода. Установлено, что в настоящее время в мировой экономике происходит своего рода «углеродная революция», связанная с новыми экономическими приоритетами, изменением структуры экономики, введением углеродного ценообразования.

На основе анализа мировых углеродных рынков определено, что в ближайшие десятилетия низкоуглеродность, основанная на снижении негативного воздействия на климат и повышении энергоэффективности, станет ключевой характеристикой передовых экономик, так как многие экономики мира будут обладать новой инновационной и технологической основой.

Авторы предлагают рассматривать низкоуглеродное развитие как важную часть концепции устойчивого развития, нацеленной на предотвращение катастрофических последствий глобального изменения климата. Основную роль формирования низкоуглеродной экономики в большинстве стран играет снижение потребления/сжигания содержащего углерод ископаемого топлива. В этой связи странам, ратифицировавшим Рамочную Конвенцию по изменению климата (РКИК) ООН, в том числе Республике Казахстан, для повышения своей конкурентоспособности необходимо оценить потенциал декарбонизации и возможность применения низкоуглеродных технологий, а также выявить существующие барьеры и вызовы, которые необходимо преодолеть в решении задачи по сокращению выбросов на национальном и региональном уровнях.

Безусловным вкладом в разработку теории декарбонизации является обоснование следующих принципов перехода к низкоуглеродному развитию:

1. Для удержания средней глобальной температуры в пределах 1,5 оС от доиндустриального уровня, как предусмотрено Парижским соглашением, необходимо уже к 2030 году сократить выбросы парниковых газов не менее чем на 25% от уровня 1990 года.

2. Основой декарбонизационной политики страны должна стать технологическая модернизация на базе использования альтернативных и цифровых технологий в базовых отраслях;

3. Плата за выбросы парниковых газов не должна рассматриваться как способ пополнения бюджета, а только как способ перераспределения средств в целях перевода экономики на низкоуглеродный путь развития. Целесообразно рассмотреть возможность снижения ставок (вплоть до обнуления) по некоторым налогам или возможность их полной отмены.

4. Система регулирования выбросов должна предусматривать широкий набор мер поддержки и стимулирования инвестиций в низкоуглеродные проекты и секторы с освобождением от налогов, субсидированием процентных ставок и софинансированием соответствующих проектов из бюджетов или из специальных фондов низкоуглеродного развития.

5. Декарбонизация не должна быть только делом бизнеса, она должна стать целью всей государственной экономической политики, что должно найти отражение в Плане реализации Стратегии достижения углеродной нейтральности и, соответственно, в системе стратегического планирования и бюджетирования.

В ходе критического осмысления международного опыта технологической модернизации в обеспечении энергетического перехода (исследования МЭА, РКИКООН, МГЭИК, ЮНИДО и др.) определено, что к наиболее эффективным технологическим решениям, обеспечивающим рост экономики и одновременно снижение выбросов, относятся:

- переход к низкоуглеродным или безуглеродным видам топлива;

- декарбонизация производства электроэнергии;

- электрификация экономики и отдельных ее отраслей;

- повышение эффективности производства и потребления энергии;

- применение технологий улавливания и хранения углерода;

- использование геотермальной энергии и других ВИЭ;

- сохранение и увеличение потенциала поглощения СО, в том числе в лесном хозяйстве и землепользовании.

В качестве важного декарбонизационного потенциала национальной экономики авторы монографии определяют развитие комплексных геотермальных систем теплоснабжения, которые могут обеспечить отопление и горячее водоснабжение гражданских, промышленных зданий и технологических нужд производства (автомойки, прачечные и прочие объекты), а также отопление теплиц, школ и других социальных объектов с одновременным достижением эколого-экономического эффекта.


Установлено, что в мире применяются три основных типа энергетических систем на основе термальных вод:

- прямое использование из системы централизованного теплоснабжения, работающей на месторождениях сухого пара;

- геотермальные электростанции (с парообразователем), работающие на месторождениях горячей воды под давлением;

- геотермальные тепловые насосы с бинарным циклом, в которых геотермальное тепло передается вторичной жидкости (например, соляным растворам, фреону или изобутану) и происходит классический цикл Ренкина.

В настоящее время разведка и эксплуатация геотермальных месторождений ведутся более чем в 80 странах мира, причем в 60 странах освоено их промышленное использование. В 2000 году в мире действовали геотермальные тепловые станции в 59 странах с общей установленной мощностью 15,2 тысячи МВт и годовой выработкой 193 тысячи ТДж, что позволило сэкономить 9,2 млн т.у.т. (тонна условного топлива).

В ходе исследования были оценены естественные запасы гидрогеотермальных ресурсов Казахстана с температурой от 40°С до более 100°С в размере 10 275 млрд м3 по воде и в 680 млрд Гкал по теплу, что эквивалентно 97 млрд т.у.т., или 2,8 млрд ТДж, и сопоставимо с ресурсами традиционных топливных источников тепла. Геотермальные источники в основном расположены в Западном Казахстане - 75,9%, в Южном Казахстане их 15,6% и в Центральном Казахстане - 5,3%.

Важным практическим вкладом исследования явилось уточнение критериев и определение перспективных районов практического использования геотермальной энергии недр Казахстана. Наряду с этим были обоснованы факторы, сдерживающие развитие данного вида энергетики, среди которых: расположение геотермальных источников в малонаселенных территориях и на значительном удалении от крупных потенциальных потребителей тепловой энергии недр. Наиболее перспективными для извлечения теплоэнергетических подземных вод с минерализацией до 3 г/дм3 с температурой до 70-100 °С определены: артезианские бассейны Южного и Юго-Восточного Казахстана: Арысский, Алматинский и Жаркентский. В этих районах подземные термальные воды имеют невысокую минерализацию, преимущественно 0,5-3 г/дм3, и температуру на самоизливе от 50-60 оС до 90-100оС.

В качестве важного для декарбонизации направления авторы монографии рассматривают потенциал и перспективы использования водорода и водородных технологий. Определено, что водород используется в основном в нефтепереработке и производстве удобрений. Однако спектр его применения может быть гораздо шире. В условиях энергетического перехода необходимо использовать водород в таких секторах, как транспорт, здания, производство электроэнергии.



В то же время производство водорода путем паровой конверсии легких углеводородов (чаще всего метана) или угля (главным образом, в КНР), а также электролиза воды, несмотря на относительно широкое применение в различных областях промышленности, имеет ограничения в силу отсутствия необходимой инфраструктуры и конкуренции со стороны более дешевых, доступных и легких в использовании источников энергии. В этой связи переход к использованию водорода, обуславливающий снижение выбросов парниковых газов со стороны энергетического сектора, требует комплексных мер стимулирования, создания соответствующей инфраструктуры как на национальном, так и на корпоративном уровнях, возможно, в рамках разработки Водородной стратегии.

В монографии комплексно исследуются абсорбционные технологии, которые позволяют более полно использовать тепло, вырабатываемое в цикле производства электроэнергии. Эти технологии позволяют утилизировать низкопотенциальные тепловые ресурсы двумя способами: посредством абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин (АБХМ) или абсорбционных бромистолитиевых тепловых насосов.

В настоящее время до 80% АБХМ используют именно в промышленности, так как на энергоемких предприятиях всегда есть излишки тепловой энергии, которые необходимо утилизировать: горячая вода, пар, отходящие (дымовые) газы. Особенно это характерно для базовых отраслей - энергетики, нефтехимии, черной и цветной металлургии, где имеется значительное количество избыточного тепла в виде промышленных стоков или оборотных циклов.




Исследование по оценке потенциала декарбонизации базовых отраслей промышленности начинается с рассмотрения топливно-энергетического комплекса ТЭК, который является одним из самых энергоемких секторов экономики страны и представляет сложную систему, состоящую из производства, добычи топливно-энергетических ресурсов, их транспортировки, распределения и потребления как первичных, так и преобразованных видов энергоносителей, в состав которого входят электроэнергетика, угольная промышленность, газовая и нефтяная промышленность.

Определено, что выбросы загрязняющих веществ от объектов электроэнергетики составляют 43-45% от общих выбросов всех стационарных источников, треть из которых составляют выбросы золы. Выбросы от ТЭЦ составляют до 70% от общего количества выбросов объектов электроэнергетики. Большинство теплоэлектростанций используют уголь с высокими показателями зольности, варьирующимися от 30% (карагандинский уголь) до 45% (экибастузский уголь). Количество образующихся в котлах летучей золы, окислов серы и азота зависят от вида и качества сжигаемого топлива. По сравнению с показателями 1990 года объемы выбросов загрязняющих веществ (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, углеводороды, ОВЧ) в 2020 году снизились в среднем в два раза. Этому способствовали снижение уровня производства и установка очистного оборудования на предприятиях ТЭК. При этом существенный вклад в загрязнение воздушного бассейна вносят стационарные источники децентрализованного теплоснабжения, которыми являются автономные котельные и отопительные печи. Установленные нормы выбросов твердых частиц в ТЭК в 14 раз превышают нормы ЕС (РК- 700 мг/мЗ, ЕС - 50 мг/мЗ), при этом процесс достижения показателей выбросов ЕС усложняет изношенность энергетического оборудования (до 50% и выше) на ТЭЦ, ТЭС и ГРЭС. Выбросы и утечки метана в нефтегазовом секторе составляют до 45% от всех выбросов и соответственно занимают значительную долю в составе парниковых газов.


Авторы считают, что добиться значительного сокращения выбросов с целью достижения европейских стандартов и снижения выбросов парниковых газов возможно при условии существенных капиталовложений в модернизацию технологического оборудования теплоэлектростанций и перевода на более экологичное топливо. Для снижения углеродоемкости и роста энергоэффективности угольных ТЭС требуется модернизация, включающая:

1) установку эффективных систем очистки дымовых газов;

2) повышение эффективности использования топлива, обеспечивающее уменьшение выбросов оксидов азота, серы, углекислого газа и взвешенных частиц;

3) переход на ультрасверхкритические параметры пара, позволяющий сократить выбросы диоксида углерода на 19% (при прочих равных условиях), а дальнейшее повышение параметров до продвинутых ультрасверхкритических (advanced USC,A-USC) сократит выбросы СО2 на З0%;

4) внедрение режима когенерации, дающего возможность угольным ТЭС значительно повысить показатель эффективности, сократит выбросы диоксида углерода;

5) совместное сжигание угля и био-массы как способа повышения энергоэффективности угольных ТЭС;

6) внедрение технологий улавливания СО2.

Для реализации климатической повестки нефтегазового сектора требуется:

1) оценка углеродного следа, включающего анализ прогнозируемых выбросов и ежегодный отчет по парниковым газам;

2) выработка стратегии декарбонизации для каждой нефтегазовой компании, сфокусированной на снижении выбросов метана и диоксида углерода;

3) проведение энергоэффективных мероприятий, внедрение энергосберегающих технологий, энергоэффективного оборудования с высоким показателем энергосбережения, включая использование ВИЭ;

4) сокращение утечек углеводородов и их расходов на собственные нужды нефтегазовых компаний;

5) повышение полезного использования и утилизация попутного нефтяного газа (ПНГ) как способ сокращения выбросов парниковых газов.


Страновой ресурсный потенциал по видам возобновляемой энергии определен *по: ветроэнергетике - 920 млрд кВт*ч/ год; гидроэнергетике - 62 млрд кВт*ч/год; солнечной энергетике - 2,5 млрд кВт*ч/год; тепловой потенциал геотермальных вод составляет 4,З ГВт.

Наиболее значительным из всех ВИЭ является потенциал ветровой энергии. Примерно на 50% территории Казахстана скорость ветра на высоте 30 м составляет 4-5 метров в секунду. Наиболее высокий ветровой потенциал имеется в районе Каспийского моря - Атырауской и Мангистауской областях, а также в Северном и Южном Казахстане.

Гидроэнергетика - второй по величине источник производства электроэнергии в Казахстане, на долю которой приходится около 10,9% всей генерирующей мощности страны. По абсолютным показателям потенциальных гидроресурсов Казахстан занимает третье место среди стран СНГ. Авторы обосновывают перспективные направления использования различных технологий ВИЭ домашними хозяйствами, среди которых:

1) солнечные коллекторы - для целей горячего водоснабжения и отопления, особенно в местности, не имеющей центральных тепловых сетей;

2) использование ВИЭ субъектами малого и среднего предпринимательства и крестьянских хозяйств.

Исследуя горно-металлургический комплекс (ГМК) Казахстана авторы установили, что комплекс обладает потенциалом 10-15% в области снижения углеродоемкости производства, который может быть реализован посредством использования цифровых подходов, связанных с внедрением пооперационного мониторинга и оптимизацией основных технологических процессов. Одной из мер декарбонизации ГМК также может стать включение в перечень проектов Карты индустриализации Казахстана мер по технологической модернизации, направленной на энергоэффективность и снижение углеродоемкости в рамках государственно-частного партнерства.

В заключении монографии авторами разработаны конкретные предложения Правительству РК по декарбонизации базовых отраслей с учетом механизмов «зеленого» финансирования, включая разработку «зеленой» таксономии и запуск рынка greenbonds. В целом результаты исследований, представленные в настоящей монографии, послужили теоретико-методологической основой для разработки Стратегии достижения углеродной нейтральности Республики Казахстан до 2060 года. Отдельные разработки авторов монографии, в частности, по развитию водородной, геотермальной энергетике, применению абсорбционных технологий и использованию механизмов «зеленого» и климатического финансирования, используются в работе отраслевых министерств, ведомств, а также в ходе разработки корпоративных стратегий декарбонизации отдельных предприятий.


 

23.02.2024
Казахстан и Япония обсудили сотрудничество в сфере «зеленой» энергетики
23.02.2024
Айнур Соспанова: Интерес промышленных предприятий к «зеленой» энергии растет в Казахстане
23.02.2024
В Казахстане планируют использовать ВИЭ в системе централизованного теплоснабжения
23.02.2024
Пять крупных проектов ВИЭ на 5 ГВт запустят в Казахстане до 2030 года
22.02.2024
Доля ВИЭ в Азербайджане к 2027 году достигнет 33 процентов
22.02.2024
Объем заказов на ветряные турбины в Китае достигнет рекордных 100 ГВт в 2023 году
22.02.2024
На пути к «зеленому» будущему: визит гендиректора и председателя ГЭФ в Казахстан
22.02.2024
В США закрытую угольную станцию хотят превратить в термоядерный реактор
21.02.2024
Borealis и Axpo подписали новые долгосрочные соглашения о ветровой энергии
21.02.2024
В Латвии построят три больших парка СЭС
20.02.2024
Космическая энергетика после 2050 года: возможное будущее
20.02.2024
В Аркалыке запустилась ветровая электростанция
20.02.2024
Hexa, Ciel & Terre завершили плавучий солнечный проект на Тайване
20.02.2024
Выпуклые фотоэлементы могут улавливать на 66% больше энергии
19.02.2024
В Казахстане проводится опрос о ВИЭ на портале «Открытый диалог»
19.02.2024
Впервые в истории спутник передал солнечную энергию из космоса на Землю
16.02.2024
«Зеленая» генерация покроет весь рост мирового спроса на энергию до 2026 года – МЭА
16.02.2024
ЕБРР и Air Astana взяли курс на «зеленую» авиацию
16.02.2024
Солнечная энергия + аккумуляторные батареи составят 81% новых электрогенерирующих мощностей США в 2024 году
15.02.2024
Каскад ГЭС возводят на реке Баскан в Жетісу