АДАПТАЦИЯ ТРАНСПОРТНОГО СЕКТОРА К ПРОЦЕССАМ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ В РОССИИ

Концепция низкоуглеродного развития является реакцией на глобальное изменение климата, большой вклад в которое внесли, в том числе, и выбросы парниковых газов. Цель перехода к низкоуглеродному развитию состоит в том, чтобы уменьшить или даже свести к нулю выбросы парниковых газов, и тем самым «затормозить» климатические изменения, вызванные человеком, и снизить наносимый окружающей среде ущерб.

В статье представлены результаты исследования восприимчивости транспортной отрасли к процессам декарбонизации в России, так как она играет ведущую роль в обеспечении баланса между различными секторами экономики и влияет на доступность основных функций современного общества, служа измерителем его социально-экономического состояния.

В автотранспортном секторе запрос на сокращение выбросов углекислого газа также высок и побуждает участников корпоративных отношений к производству электромобилей и замене автомобилей, работающих на углеводородном топливе, а также к использованию водородных и низкоуглеродных транспортных технологий.

Одной из тенденций, которая способствует радикальной трансформации транспортного сектора, является сведение углеродного следа к нулю и достижение углеродной нейтральности. Данная тенденция стала необратимой после того, как Евросоюз принял «Европейский зеленый курс» (European Green Deal) и пакет законодательных инициатив по его реализации («Fit for 55»), а также план реформирования европейской системы торговли выбросами парниковых газов (ЕТS), включая международные перевозки воздушным и морским транспортом. Для России актуальность исследования заключается в определении возможности радикальной трансформации транспортного сектора в направлении декарбонизации.

Целью исследования является оценка перспектив перехода к низкоуглеродному развитию автотранспортного сектора на основе анализа мирового и отечественного опыта.

Следует отметить, что процесс выхода транспортной отрасли на траекторию декарбонизации невозможен без развития параллельных секторов экономики, инфраструктуры автомобильной промышленности, создания чистого и доступного по цене общественного и личного автотранспорта. Подобные обстоятельства формируют ограничения, которые необходимо учитывать и соотносить с экономическими возможностями трансформации транспортного сектора в России.

К концу 2019 года Европейской комиссией была опубликована обширная программа действий – «Европейский зеленый курс». Данная программа предусматривает радикальные изменения в развитии мировой экономики. Долгосрочная цель России в этой программе – достижение нулевых выбросов парниковых газов к 2050 году

По данным Ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ)

На рисунке 1 представлены данные об объеме выбросов парниковых газов транспортной отраслью России за 2020 год.

Рисунок 1 - Объемы выбросов парниковых газов транспортной отраслью за 2020 г.

Примечание: составлено по национальному кадастру антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом

DOI:10.23670/IRJ.2023.134.65.1

Данные, представленные в Национальном докладе

[3]

, раскрывают структуру выбросов парниковых газов (ПГ) по видам транспорта. Как следует из диаграммы (рис.1), основным источником выбросов парниковых газов является автомобильный транспорт (183,38 млн. т. СО2-экв за 2020 г.). На этом основании можно утверждать, что приоритетным направлением низкоуглеродного развития отрасли является декарбонизация автотранспорта, позволяющая получить наибольшую отдачу от вводимых регулятивных действий.

Доля выбросов ПГ в общем объеме парниковых газов транспортной отраслью представлена на рисунке 2. Данные по структуре выбросов транспортом показывают, что выбросы ПГ от автомобильного транспорта превышают суммарный объем ПГ от всех других видов транспорта, включая трубопроводный и железнодорожный.

Рисунок 2 - Структура выбросов ПГ в транспортной отрасли РФ за 2020 г.

Примечание: составлено по национальному кадастру антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом

DOI:10.23670/IRJ.2023.134.65.2

Анализ структуры источников выбросов по отраслям экономики, выполненный для обоснования роли транспорта, показывает, что транспорт занимает второе место после самого крупного эмитента – энергетического сектора. Структура выбросов парниковых газов по отраслям экономики представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Структура выбросов парниковых газов по секторам в 2020 г.

Примечание: составлено по данным Федеральной службы государственной статистики

DOI:10.23670/IRJ.2023.134.65.3

Следует отметить, что выбросы парниковых газов от транспорта растут значительно быстрее, чем в других секторах экономики. По этой причине авторы считают, что декарбонизация транспортного сектора является актуальной задачей в достижении целей углеродной нейтральности экономики.

Положительным моментом в развитии процессов декарбонизации экономики в России служит принятие таких документов как «Стратегия долгосрочного развития РФ с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года», «Транспортная стратегия РФ до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года» и «Стратегия развития автомобильной промышленности РФ до 2035 года». Подобное движение в этом направлении дает основание полагать, что Россия способна закрепить свое место среди стран, взявших курс на декарбонизацию транспорта.

В Рамочной конвенции ООН об изменении климата (РКИК)

Требования, которые были указаны в РКИК, в дальнейшем были конкретизированы в Киотском протоколе

Киотский протокол впервые определил количественные обязательства по ограничению и сокращению выбросов парниковых газов для промышленно развитых стран, а также для стран с переходной экономикой. Позже, в декабре 2015 года на 21-й Конференции Сторон РКИК ООН Парижского соглашения было принято решение о переходе к регулированию антропогенных выбросов ПГ для достижения целей устойчивого развития.

Наряду с целью устойчивого развития Парижское соглашение устанавливает также климатическую цель – удержать средний рост температуры в пределах ниже 2 градуса, а в идеале – не выше 1,5 градуса от прежнего уровня. Если придерживаться установленной климатической цели, то во второй половине XXI века возможно достижение равновесия между антропогенными выбросами ПГ и их поглощением, т.е. сведение нетто-выбросов ПГ к нулю

Достижение данных целей возможно путем перехода экономической системы на путь низкоуглеродного развития и активизации финансовых ресурсов в пользу отраслей и технологий, которые отличаются низким уровнем выбросов парниковых газов или способствуют их сокращению.

Более 196 стран предоставили в Секретариат РКИК предварительные оценки своих вкладов в смягчение климатических изменений на период до 2025-2030 гг. Климатические цели развитых и развивающихся стран, включая Россию, приведены ниже в таблице 1.

Как следует из таблицы 1, для России наиболее близки по обязательствам сокращения выбросов Китай и, из стран-членов ЕС, Германия. Эти страны являются важными экономическими партнерами страны, поэтому в исследовании проанализирован инструментарий реализации всеобщих целей по сокращению выбросов парниковых газов.

Китай в конце ноября 2020 года, через систему INDC

В России к тому времени был принят национальный проект «Экология» и входящие в его состав федеральные проекты «Чистый воздух», «Наилучшие доступные технологии», «Стратегия социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года», предусматривающие сокращение ПГ. Проекты были призваны стимулировать бизнес к внедрению зеленых технологий с минимальным ущербом для окружающей среды и развитию нормативного регулирования: квотирование выбросов

Наряду с федеральными проектами в России в ноябре 2021 года утверждена Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 года с прогнозом на период до 2035 года (распоряжение Правительства РФ № 3363-р от 27 ноября 2021 г.)

В соответствии с имеющимися прогнозами социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов ожидается снижение выбросов парниковых газов от транспортного сектора на 1,2% относительно общего объема выбросов в 2017 году, в перспективе до 2050 года – на 4,2% относительно уровня 2030 года путем электрификации транспорта, развития зарядной инфраструктуры, масштабного изменения структуры грузо- и пассажирооборота в пользу менее углеродоемких видов транспорта

Переход транспортного сектора на траекторию низкоуглеродного развития, реализуемый в промышленно развитых и во многих развивающихся странах, связан с необходимостью перехода к регулированию выбросов парниковых газов для достижения целей устойчивого развития.

В данной работе проводится оценка прямых и косвенных выбросов парниковых газов автотранспортных средств.

Методология оценки выбросов парниковых газов от транспорта, принятая в разных странах, примерно одинакова. В ее основу заложен методологический подход, разработанный экспертами МГЭИК

В работе методологическую базу оценивания выбросов парниковых газов и других загрязняющих веществ как транспортным комплексом в целом, так и наземным городским электротранспортом, составляет российская официальная методика количественного определения объемов выбросов парниковых газов, принятая 27-го мая 2022 года

Согласно данной методике, расчет выбросов СО2 от сжигания топлива проводится на основе учета видов топлива и типов двигателя. Сначала оценивается потребление каждого вида топлива по типам транспорта (легковой, грузовой, автобусы), затем – общие выбросы СО2 путем умножения количества потребленного топлива на фактор выбросы для каждого типа топлива и типа транспорта. Таким образом, расчет выбросов СО2 от сжигания топлива автомобильным транспортом проводился по формуле

(1)

где Е – годовой выброс СО2 в весовых единицах (тонн/год);

М – фактическое потребление вида топлива за год (тонн/год);

К1 – коэффициент окисления углерода в топливе (показывает долю сгоревшего углерода);

ТНЗ – теплотворное нетто-значение (Дж/тонн);

К2 – коэффициент выбросов углерода (тонн С/Дж);

44/12 – коэффициент пересчета выбросов углерода в двуокись углерода.

При оценивании косвенных выбросов от сжигания ископаемого топлива необходимого, чтобы произвести электроэнергию для электротранспорта, использовался выше описанный подход, с учетом удельного расхода электроэнергии и коэффициента эмиссий энергосистемы России. Расчет косвенных выбросов проводился по формуле:

(2)

где Е – годовые косвенные выбросы в весовых единицах (тонн/год);

Wуд – удельное потребление электроэнергии (кВт*ч/км);

Кэм – коэффициент эмиссий энергосистемы России (кг/МВт*ч);

Lср – среднегодовой пробег (км).

Отличительная особенность методики состоит в том, что для оценивания выбросов парниковых газов автомобильным транспортом составляются сценарные прогнозы численности транспортных средств в автопарке, с учетом типа энергоустановок, вида топлива, годового пробега автомобильного транспортного средства и удельных выбросов парниковых газов на единицу пробега.

В исследовании рассмотрены два сценария развития транспортного сектора: инновационный и декарбонизации. Оба сценария направлены на реализацию целевых показателей Парижского соглашения по климату, в котором установлено, что превышение температуры воздуха не должно превышать 1,5 °C до 2050 года.

Инновационный сценарий предусматривает усиление нормативных требований к экологичности и энергоэффективности транспортного комплекса, что предполагает изменение структуры автотранспортных средств, т.е. переход с традиционных автобусов на электробусы.

Сценарий декарбонизации предусматривает выполнение климатических целей Парижского соглашения, т.е. переход транспортного сектора РФ на низкоуглеродное развитие, когда 100% численности автотранспортных средств будут составлять электромобили.

Источником статистических данных при расчете выбросов парниковых газов автотранспортными средствами являются сборник Росстата «Транспорт в России»

Для определения прогнозного количества автотранспортных средств были проанализированы статистические данные о структуре автопарка с 2000 по 2022 гг., приведенные в ежегодных статистических сборниках Росстата

Анализ данных о структуре автопарка показал, что в среднем ежегодно число легковых транспортных средств увеличивается на 4,3%, грузовых – 1,9%, автобусов – 3,7%. С учетом данных о структуре автопарка и среднегодовом приросте числа транспортных средств были получены необходимые прогнозные значения о количестве автотранспортных средств (грузовых, легковых, автобусов). Данные представлены в таблице 3.

Прогнозная оценка автопарка по типу энергоустановок и виду используемого топлива приводится в научно-исследовательском отчете НИИ «Сколково»

Учитывая прогнозные значения общей численности транспортных средств (таблица 3), и прогнозные оценки структуры автопарка России по типу энергоустановок и виду используемого топлива (таблица 4), был произведен расчет общего количества транспортных средств (легковых, грузовых, автобусов) для рассматриваемых сценариев (инновационный, декарбонизации). Прогнозные значения количества автотранспортных средств по типу энергоустановок и виду используемого топлива для инновационного сценария представлены в таблице 5.

Прогнозные значения количества автотранспортных средств по типу энергоустановок и виду используемого топлива для сценария декарбонизации приведены в таблице 6.

Анализ данных, представленных в таблицах 5 и 6, показывает, что электрификация автомобильного парка в России ожидается только с 2030 года. Такая тенденция относится ко всем видам транспортных средств. Полученные прогнозные значения электрификации автопарка подтверждают исследования Минэкономразвития РФ

Для расчета выбросов автотранспортными средствами по вышеописанной формуле, необходимы данные о фактическом потреблении топлива, остальные показатели – известны (таблица 7).

В силу ограниченности данных о фактическом потреблении топлива каждым видом транспортного средства, для расчета данного показателя (М) использовались значения о среднегодовых пробегах разных типов транспортных средств (легковых, грузовых, автобусов) и о среднем потреблении топлива конкретным автотранспортным средством. В таблице 8 представлены данные о средних нормах расхода топлива транспортными средствами по типу энергоустановок и виду используемого топлива.

В таблице 9 представлены данные о среднегодовых пробегах разных видов транспортных средств (легковых, грузовых, автобусов) за 2020 год в России.

Для вычисления прогнозных значений показателя фактического потребления топлива (М), было принято допущение, что средний расход топлива и среднегодовой пробег транспортных средств (легковых, грузовых и автобусов) остается неизменным за весь прогнозный период (2020-2050 гг.).

Полученные расчетные данные потребления топлива с учетом принятых допущений для инновационного сценария приведены в таблице 10.

Расчетные данные потребления топлива с учетом принятых допущений для сценария декарбонизации представлены в таблице 11.

На основании данных о потреблении топлива автотранспортными средствами при реализации инновационного сценария и сценария декарбонизации (см. табл. 10,11) и применением коэффициентов перерасчета сожженного топлива в выбросы СО2 (см. табл. 7), с использованием формул (1,2), авторами были получены результаты прогнозных оценок прямых и косвенных выбросов парниковых газов.

В таблице 12 представлены результаты прогнозных оценок прямых выбросов парниковых газов (без учета электротранспорта) и косвенных выбросов (с учетом электротранспорта).

Как показывают расчеты (таблица 12), наименее благоприятным сценарием, с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов от автопарка РФ является инновационный сценарий, что обусловлено сохранением большого количества легковых автотранспортных средств с традиционным ДВС.

Для сценария декарбонизации характерно постепенное снижение прямых выбросов парниковых газов за счет увеличения доли электротранспорта и сокращения общего количества автотранспортных средств с традиционным ДВС. 

Анализ полученных значений показывает, что до 2030 года масса прямых выбросов парниковых газов будет превышать уровень 2020 года на 20,82%, т.е. 13 млн. тонн СО2-экв. Однако масса косвенных видов парниковых газов будет минимальной до 2030 года для инновационного сценария (0,009 млн. тонн СО2-экв) и для сценария декарбонизации (0,06 млн. тонн СО2-экв), поскольку доля автотранспорта с электроприводом в РФ невелика.

На рисунке 4 представлены результаты прогнозных значений суммарных валовых выбросов парниковых газов автомобильными транспортными средствами Российской Федерации на период до 2050 года по рассматриваемым сценариям.

Рисунок 4 - Суммарные выбросы парниковых газов (прямых и косвенных) автопарком РФ до 2050 года по двум сценариям

Примечание: выполнено авторами на основе данных табл. 12

DOI:10.23670/IRJ.2023.134.65.16

На основе проведенного анализа можно утверждать, что суммарные выбросы парниковых газов до 2030 года будут расти при реализации обоих сценариев (инновационный и декарбонизации) развития транспортного сектора РФ. При этом реализация инновационного сценария приводит к увеличению выбросов на 70-71% к 2050 году по сравнению с 2020 годом, а при исполнении сценария декарбонизации – к сокращению почти на 90-91%.

В статье рассмотрены два сценария (инновационный и декарбонизации), предполагающие процессы электромобилизации автомобильного транспорта, как основного способа достижения декарбонизации и обеспечения устойчивого развития транспортной отрасли. Оба сценария предусматривают снижение негативного воздействия на окружающую среду транспортным сектором.

По выполненным прогнозным оценкам, сценарий декарбонизации позволяет обеспечить сокращение выбросов парниковых газов (в том числе СО2) за счет более интенсивного замещения традиционных видов топлива безуглеродными.

Прогнозные оценочные расчеты предусматривают, что интенсивная электрификация транспортной отрасли начнется в начале 2030-х годов, при положительной динамике поставок электромобилей на рынок России. Это касается всех автомобильных транспортных средств – легковых и грузовых автомобилей и автобусов.

При реализации инновационного сценария количество транспортных средств с традиционными ДВС (автобусы) сократиться к 2050 году по сравнению с 2020-м годом. Существенного сокращения объема выбросов парниковых газов при исполнении данного сценария не предполагается, так как потребление топлива автотранспортными средствами будет увеличиваться, что связано с ростом общего количества доли легковых транспортных средств с традиционными ДВС.

Реализация сценария декарбонизации предполагает существенное сокращение потребления топлива, соответственно, и снижение выбросов, что обусловлено переходом всех видов транспортных средств (легковых, грузовых и автобусов) на экологичное топливо.

По результатам оценочных расчетов выявлено, что по сценарию декарбонизации к 2050-2055 гг. в России могут быть достигнуты цели, заложенные в Стратегию социально-экономического развития РФ с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года.

После обобщения и анализа зарубежного и отечественного опыта перехода транспортного сектора на низкоуглеродную модель развития, мероприятия, связанные со снижением выбросов ПГ, можно объединить в следующие группы:

1) повышение энергоэффективности транспортных технологий и транспортных средств, использующих традиционные виды топлива (бензин, дизель, природный газ);

2) использование разнообразных источников энергии с наименьшим уровнем выбросов парниковых газов для автотранспортных средств;

3) сокращение нерационального и необоснованного перемещения грузов и пассажиров, использование расширенных возможностей коммуникации между людьми, транспортными средствами и дорожной инфраструктурой.

Оценочные значения эффективности внедрения данных мероприятий по снижению выбросов парниковых газов представлены в таблице 13.

Переход транспортного сектора на использование альтернативных видов топлива обусловлен объективными причинами, к которым можно отнести: ограниченность мировых нефтяных запасов, ужесточение экологических требований, выполнение целей Парижского соглашения в области политики декарбонизации транспортного сектора.

Переход транспортного сектора России на электротранспорт может оказать в перспективе влияние, как на интегральные показатели работы транспорта, так и на характеристики его воздействия на окружающую среду.