ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ В СИСТЕМЕ КИОТСКОГО ПРОТОКОЛА – «Экономика и управление народным хозяйством» (экономика природопользования) Ануфриев Валерий Павлович диссертация на соискание ученой степени доктора экономических наук Новосибирск, 2006 г. Сибирская государственная геодезическая академия

Целью исследования является развитие методологии эколого-экономической оценки рационального использования энергетических ресурсов в системе Киотского Протокола и практическая апробация предлагаемого подхода к решению экономических, экологических и энергетических проблем на примере Уральского Федерального Округа (УрФО). Объект исследования – топливно-энергетические ресурсы УрФО в единстве с созданием и функционированием системы энергосбережения, обеспечивающей их рациональное вовлечение в хозяйственный оборот. 2

Актуальность темы исследования определяется: Безальтернативностью рационального использования энергетических ресурсов в экономике России и обеспечения энергетической безопасности; Существующими принципами эколого-экономической оценки эффективности потребления ТЭР, ориентированных на ресурсную составляющую; Настоятельной необходимостью развития методологии эколого-экономической оценки рационального использования энергоресурсов с учетом возможностей, представляемых Киотским Протоколом в условиях глобализации экономических и экологических проблем; Концепцией устойчивого развития РФ, предусматривающей необходимость нового подхода к разработке топливно- энергетических программ с учетом рационального природопользования. 3

Основные положения, выносимые на защиту: 1.Безальтернативность проведения системной политики рационального использования энергетических ресурсов во всех секторах экономики РФ и ее регионов (особенно промышленных). 2.Комплексный подход к рациональному использованию энергетических ресурсов с учетом неопределенности (вариантности) параметров состояния и управления системами энергосбережения, обуславливающий использование метода системного анализа. 3.Порядок формирования энергоэффективной стратегии программ всех уровней до 2013 года с учетом новых возможностей, представляемых Киотским Протоколом. 4. Результаты применения разработанной методологии эколого-экономической оценки рационального использования энергетических ресурсов в регионах УрФО на основе системного анализа и имитационных моделей. 5. Рекомендации по использованию предлагаемой методологии эколого- экономической оценки уровня энергоэффективности РТЭП Свердловской и Тюменской областей и ХМАО, позволяющие выявить отрасли региональной экономики, обладающие максимальным потенциалом снижения эмиссии ПГ. 6. Результаты повышения уровня экономической, экологической и энергетической безопасности российских регионов (на примере УрФО), которые идеально реализуются при условии своевременного и в полном объеме выполнения положений КП, ратифицированного Россией. 7. Необходимость повышения роли государственного регулирования (контроля) за выполнением региональной политики использования энергетических ресурсов как основное условие, при котором предлагаемая методология может быть положена в основу разработки научно обоснованных долгосрочных энергосберегающих программ регионов и использована как организационно- экономический механизм природопользования. 4

Нефть Газ Уголь Электроэнергия Электро- станции АЭС Запасы урановой руды и обогащен- ного урана лет В зависимости от типа потребляемог о топлива лет лет Освоение прогнозируе- мых месторождений может добавить лет лет Освоение прогнозируе- мых месторождений может добавить лет ВРЕМЕННОЙ ПЕРИОД РЕСУРСНО-СЫРЬЕВОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ МИРОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО ТЭР Газ 5

Динамика потребления энергоресурсов 6 *По расчетам к.э.н. Чазова А.В.

Потенциал рационального использования ТЭР отраслей экономики РФ Отрасли Электроэн ергия, млрд кВт*ч Централизов анное тепло, млн Гкал Топливо, млн т.у.т. Всего млн т.у.т.% ТЭК (в том числе электроэнергетика и теплоснабжение) (23-28) (67-76) (70-77) (90-100) (25-23) Промышленность и строительство Транспорт Сельское хозяйство Коммунально-бытовой сектор Итого

Изменение энергоемкости ВВП развитых стран и прогноз на период до 2025 г. 1 –предпочтительный вариант; 2 – умеренный прогноз; 3 – неблагоприятный прогноз. 8

Блок-схема алгоритма выбора оптимального варианта рационального использования ТЭР Формирование пространства параметров системы энергосбережения (g); (h); (c); (a); (b); d) Установление совокупности параметров: состояние – заданные (X) = (g); (h); (c) и управление – изменяемые (Y) = (a); (b); (d) Формирование вариантов энергосбережения B 1 (g 11 ; …; d 1j ; …; a 1j ; …; h 1j ; …; c 1j ; …; b 1j ) B 2 (g 21 ; …; d 2j ; …; a 2j ; …; h 2j ; …; c 2j ; …; b 2j ) B i (g i1 ; …; d ij ; …; a ij ; …; h ij ; …; c ij ; …; b ij ) Выделение главного параметра системы энергосбережения A 11, …, A 1j, …, A ij ( λ – тип энергоустановки) Формирование комплексного критерия оптимизации U = f 1 (max П; max Э; min З), где max Э = f 2 (min P; max S; max C) min З = f 3 (min T; min B; max Б) Поиск (расчет) вариантов энергосбережения, соответствующих (min P); (max S); (max C) и т.д. (однокритериальная оптимизация) Раскрытие неопределенности оптимальных решений по критериям (min P); (max S); (max C) и т.д. и установление соответствующих рациональных вариантов энергосбережения B P 0 (g 1 P ; …; d 1 P ; …; a 1 P (A=λ P 0 ) …; h 1 P ; …; c 1 P ; …; b 1 P ) B S 0 (g 1 S ; …; d 1 S ; …; a 1 S (A=λ S 0 ) …; h 1 S ; …; c 1 S ; …; b 1 S ) B C 0 (g 1 C ; …; d 1 C ; …; a 1 C (A=λ C 0 ) …; h 1 C ; …; c 1 C ; …; b 1 C ) … (однокритериальная оптимизация) Поиск (расчет) варианта энергосбережения, соответствующих min P + δ P ; max S – δ S ; max C – δ C B 0 (g 1 0 ; …; d 1 0 ; … a 1 0 (A=λ 0 ); … h 1 0 ; … c 1 0 ; …; b 1 0 ) (многокритериальная оптимизация) 9

(Y) 10

U = u(max П; max Э; min З), Где: max П – максимум производства материальных благ (валового регионального продукта); max Э – максимум обеспечения благоприятных условий для окружающей природной среды; min З – минимум суммарных затрат живого и овеществленного труда в сфере энергосбережения. Комплексный критерий эффективности рационального использования энергоресурсов 11

Критерий max Э Отражает предотвращение ущерба (вреда) окружающей среде и сохранение невозобновляемых природных энергоресурсов max Э = f(min P; max S; max C), где min P – необходимый минимум расхода (добычи) невозобновляемых энергетических ресурсов; max S – критерий максимального сохранения средозащитных функций (воздуха, растительности, почвы, воды); max C – критерий максимального поддержания (сохранения) социальных функций окружающей природной среды (рекреационной, оздоровительной, эстетической) 12

Схема образования зоны неопределенности оптимальных решений 13

Графическая интерпретация обоснования уступок критериям min P и max S 14

Рациональное решение по max Э будет соответствовать промежуточным вариантам между вариантами с min P, max S, max C ; Последовательность поиска: найти min P (λ 1 ); найти max S (λ 2 ) при условии P (λ 2 ) min P (λ 1 ) + δP; найти max C (λ 3 ) при условиях P (λ 3 ) min P (λ 1 ) + δP; S (λ 3 ) max S (λ 2 ) – δS 15

Киотский протокол, статья 2 Каждая сторона … осуществляет и/или разрабатывает такие политику и меры как: Повышение эффективности использования энергии в секторах национальной экономики, Меры по ограничению выбросов парниковых газов на транспорте, Содействие внедрению, разработка и более широкое использование новых и возобновляемых видов энергии… Суть Рамочной конвенции изменения климата и Киотского протокола Ограничение эмиссий парниковых газов – это: Повышение эффективности использования ТЭР. Тонна СО 2-экв – универсальный показатель количества используемых ТЭР (топливо, э/э, т/э, пар, вода и пр.) Борьба за восстановление лесов Борьба с истощением почв, потерей органического углерода 16

Что такое КП без климатической составляющей? 1.Это первый ратифицированный международный документ, обязывающий подписавшие его страны, повышать энергоэффективность своей экономики. 2.Охрана окружающей среды становится экономически выгодной за счет гибких механизмов КП. 3.КП – яркий пример инновационного подхода к проблемам энергосбережения и экологии. 4.КП – дает дополнительные возможности по созданию и развитию в РФ рынка загрязнений, которые существуют в странах с развитой экономикой. 5.КП - повышение капиталоемкости предприятий за счет нового товара – ПГ. 6. Выполняя КП российские предприятия обязаны заниматься мониторингом выбросов СО2. 7.Реализация КП позволит получить международную поддержку национальных мер РФ по энергосбережению и экологии, привлечет дополнительные инвестиции в проекты по модернизации энергетики, ЖКХ, бюджетной сферы. 17

Рациональное использование энергоресурсов (мax Э) Экономический эффект (min P) Углеродные инвестиции (max C) Экологический эффект Предотвращенный экологический ущерб (max S) max Э = f( min P; max S; max C), min P – потенциал энергосбережения объекта, max S – сокращение вредных выбросов или предотвращенный экологический эффект, max C – сокращение выбросов ПГ или потенциал углеродных инвестиций 18

Взаимосвязь экологических и экономических аспектов рационального использования ТЭР 19

Программа энергосбережения Кондинского района ХМАО-Югры Потенциал 43183,6 т у.т. или энергосбережения 759,20 млн. руб. Сокращение выбросов СО тыс. тонн Углеродные инвестиции 26 млн. руб. Сокращение выбросов957 тонн вредных веществ Предотвращенный 997 тыс. руб. экологический ущерб 20

Топливно-энергетический баланс в формате Международного энергетического агентства 21

Сценарии развития ситуации в Свердловской области 22

Организационная схема пилотного проекта 23

Структура эмиссий СО 2 в Свердловской области 24

Динамика ВРП Юга Тюменской области Компенсация затрат на Программу за счет углеродных инвестиций (цена тонны СО2 – 10 евро; затраты в реализацию резервов энергосбережения – 20 долл. США / т у.т.) Наибольшие резервы энергосбережения и сокращения выбросов ПГ сосредоточены в отраслях: электроэнергетике – тыс. т, транспорте газа – тыс. т, жилищно-коммунальном хозяйстве (сфера теплоснабжения) – 656 тыс. т, лесной и деревообрабатывающей промышленности – 474 тыс. т, жилищном и гражданском строительстве – 444 тыс. т. 25

Отраслевая структура эмиссии СО 2 от сжигания топлива за 2003 г. Динамика эмиссии и стока парниковых газов для Ханты-Мансийского АО за период гг., тыс. тонн СО2-экв 26

В чем заключается региональный компонент КП? Инвентаризация ПГ Определение базового уровня эмиссий Определение текущих эмиссий Прогноз эмиссий ПГ Учет существующих трендов Учет прогноза экономического развития Оценка текущих и перспективных резервов Установление целей, выработка политики Региональные программы, проекты Широкое внедрение систем учета и регулирования потребления ТЭР в ЖКХ Информационно-образовательная работа 27

Эколого-экономическая оценка программ энергосбережения Проект Показатели эффективности Сокращение выбросов ПГ Экономия ТЭР Углеродные инвестиции (5 EUR/т СО2) Предовтращен ный экологический ущерб Суммарный экономический эффект т СО2/годт у.т./годтыс.EURтыс. рубмлн.руб ОАО "Строймашина"9379, ,990,3112,2 г.Екатеринбург ХМАО Проект Показатели Углерод- ные инвестици (5 EUR/т СО 2 ) Предотвращен- ный ущерб Объем НПГ Затраты Сокращен ие выбросов ПГ Экономи я ТЭР Срок окупае- мости Удель- ные затраты млн. м3/год тыс. EURт СО 2 /годт у.т./годлет EUR/т СО 2 тыс. EUR ООО «Корпорация Рост нефти и газа» 109, , , ,00-16, ,95476,89 ЗАО «РИТЭК»12, , , ,70-14,50172,4554,18 ОАО "Юкон- Газ" 23, , , ,36,053,04331,87104,26 ЗАО «Цеосит»1 500, , , ,3 3,06, , ,46 ЭЭО новых технологий по утилизации НПГ 28

Комплексная программа «Энергоэффективный город на годы» Углеродные инвестиции млрд. руб Предотвращенный экологический ущерб 3,1 млн. руб. Экономический эффект 3,3 млрд. руб. Экологический эффект Ожидаемый эффект от выполнения программы в полном объеме 4,934 млрд. руб. Стратегический план г. Екатеринбурга Эколого-экономическая оценка комплексной программы «Энергоэффективный город г.г.» 29

Программа энергосбережения в соответствии с Концепцией устойчивого развития (Схема внутрикорпоративной торговли квотами) Существующая программа энергосбережения холдинга (предприятия) на г.г. пп/пЭнергосбере- гающие мероприятия Затрат ы, евро Экономи -ческий эффект, евро Энергети- ческий эффект, Гкал/ кВт- ч А Б В Дополнение к программе с увязкой с КП и предотвращенным экологическим ущербом Экологичес- кий эффект, тонны СО 2 - экв. Объем углеродных инвестиций, евро Удельная стоимость снижения выбросов, евро/ т СО 2 -экв. Предотвра- щенный экологич. ущерб, евро 30

Региональная структура эмиссии СО2 в РФ в 1997г. РегионЭмиссия СО2, тыс.т СО 2 Эмиссия СО 2, % 1Свердловская обл г. Москва Кемеровская обл Тюменская обл Челябинская обл Красноярский край Респ. Башкортостан Пермская обл Самарская обл Иркутская обл Респ. Татарстан

Потенциал снижения выбросов ПГ в УрФО 32

Комплексность ЭЭО РТЭП определяется следующими показателями: 1. В основе ЭЭО лежит системный подход к рациональному использованию энергетических ресурсов в рамках разработки новой модели топливно-энергетических программ любого уровня с использованием предыдущего опыта подготовки и реализации программ энергосбережения. 2. В результате энерго-экологического аудита определяется энергетическая составляющая мероприятий по экономии энергоресурсов(в т у.т., и млн. руб) и вредные выбросы в тоннах. 3. На базе топливно-энергетического баланса, полученного в результате ЭЭО выполняется инвентаризация ПГ и производится выбор наиболее углеродоемких мероприятий (в тоннах СО2-экв.) 4. Исходя из видов и объемов сэкономленных ТЭР, рассчитывается объем сокращения вредных выбросов и по существующим методикам оценивается предотвращенный экологический ущерб, также в денежном выражении. 5. Комплексность ЭЭО позволяет идентифицировать наиболее эффективные инвестиционные проекты как с экологической («углеродной») так и с эколого-экономической (рационального использования ТЭР) составляющей, привлечь «углеродные» инвестиции. 33

Схема развития методологии эколого-экономической оценки рационального использования ТЭР в системе Киотского Протокола 34

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ: 1. Разработана и апробирована методология эколого-экономической оценки рационального использования энергоресурсов. В основу методологии заложен основной принцип, в соответствие с которым энергосбережение, экология и экономика регионов рассматриваются комплексно как взаимозависимые функции многих переменных. 2 Впервые с позиций системного анализа рассмотрен комплекс эколого-экономических аспектов оценки рационального использования энергоресурсов, включающий: формирование пространства производственных, экологических, экономических, конструктивных, технологических и организационных параметров, обоснование частных и комплексных критериев оптимизации систем энергосбережения. Разработана и внедрена модель многокритериальной и однокритериальной оптимизации системы эколого-экономического управления энергосбережением, учета экологической (природоохранной) компоненты при оценке экономической эффективности энергосберегающих проектов. 3. Рекомендовано принять объем эмиссии CO 2 определяющим критерием предложенной автором эколого-экономической оценки рационального использования энергетических ресурсов и одним из оценочных индикаторов энергетической и экологической безопасности. 4. Проведена инвентаризация парниковых газов и создана имитационная модель выбросов ПГ до 2012 г. субъектов УрФО, на основе которой построены экономические, энергетические, экологические и инвестиционные прогнозы. 5. Предложенные и внедренные методологические подходы комплексной эколого- экономической оценки позволяют разработать новую модель программы энергосбережения на уровне региона, города-мегаполиса, промышленного предприятия, способствуют формированию и развитию рынка загрязнений в РФ. 35

Практическая значимость работы: 1. Разработаны: программы энергосбережения: Свердловской области, г.Екатеринбурга, программы утилизации нефтяного попутного газа ХМАО, Модернизация и реконструкция системы теплоснабжения ХМАО до 2005 года; Кондинского района ХМАО и проведена инвентаризация парниковых газов для этих программ. механизм выполнения внутрикорпоративной программы энергосбережения и улучшения экологической ситуации за счет торговли квотами; новый подход комплексного прогноза эффективности РТЭП, включающий экономическую, экологическую и энергетическую составляющие; организационно-финансовая схема пилотного инвестиционного проекта совместного осуществления в рамках КП между регионами России (Свердловская область) и Италии (Лигурия); 2. Предложен в качестве оценочного индикатора энергетической и экологической безопасности объем сокращения эмиссии СО2, позволяющий повысить эффективность использования энергетических ресурсов и достоверность контроля вредных выбросов; 3. Результаты выполненных исследований внедрены в учебный процесс на кафедре «Энергосбережение» Уральского государственного технического университета (УГТУ-УПИ) по дисциплине «Основы энергосбережения», и читается курс лекций «Энергосбережение, экология, Киотский Протокол», подготовлены учебно-методические пособия. 36

Реализация результатов исследований: 1. Теоретические, методологические и практические результаты исследований использовались при разработке программ энергосбережения : Свердловской области, г.Екатеринбурга, Кондинского района ХМАО, ХМАО Тюменской области 2. Министерством Экономического развития и торговли РФ при подготовке Программы социально-экономического развития РФ на средне-срочную перспективу ( г.г.) в части, касающейся механизмов природопользования и формирования целей государственной экологической политики (раздел 6 «Повышение эффективности Государственного управления и регулирования»). 3. Московским Представительством Всемирного Банка планируется использование результатов работы при отборе, ранжировании и выборе проектов углеродного финансирования, реализуемых Всемирным Банком в РФ. 37

Апробация результатов работы: Исследования, проводимые при выполнении диссертационной работы, поддержаны Грантом Российского Фонда Фундаментальных Исследований (РФФИ) Экономические механизмы реализации региональной экологической политики, гг., , и частично проводились в рамках следующих международных проектов: 1. Комиссией Европейского союза, проект Sinergy программы Tacis; 2. Компанией «Баттэль Пасифик Нортуест Дивижн» в рамках выполнения международного проекта «Парниковые газы – Поддержка Межрегионального проекта по развитию возможностей учета и контроля парниковых газов в России» ( гг.); 3. Компанией ICF Consulting 4. Фондом дикой природы, WWF Основные результаты выполненной работы обсуждались и были одобрены на научно-практических Всероссийских и международных конференциях, совещаниях и семинарах. Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано свыше 50 научных работ общим объемом 97 п.л., в том числе 1 авторская и 8 коллективных монографий, публикации в журналах «Использование и охрана природных ресурсов в России», «Известия промышленной экологии», «ЭКО», «Вестник УГТУ-УПИ», «Нефтепромысловое дело», «Нефть, газ и бизнес», «Энергосбережение и водоподготовка». 38