На конференции ООН по изменению климата, проходившей в ноябре 2024 года в Баку, «COP29» вновь заговорили о создании единого глобального углеродного рынка. Этот механизм должен был стать не только экономическим инструментом стимулирования низкоуглеродных проектов, но и практической реализацией научно-исследовательских программ по изменению климата.
Целью международных климатических соглашений является снижение выбросов парниковых газов, накопление которых в атмосфере приводит к росту средней температуры и глобальному изменению климата.
Углеродный рынок это экономический механизм привлечения инвестиций в реализацию проектов снижения выбросов парниковых газов или проектов их поглощения. Как показывают модели IPCC (Межправительственной группы экспертов по изменению климата), достижение целей Парижского соглашения невозможно без экономической оценки стоимости снижения выбросов углекислого газа.
Модель IPCC основана на комплексном анализе климатических систем, включающих прогнозирование глобального потепления, анализ углеродных потоков и экономическое моделирование последствий изменения климата. Ее основными компонентами являются: сценарии выбросов, климатические модели, оценка социально-экономических последствий, стратегии снижения выбросов.
На сегодняшний день Национальная инженерная академия РК, объединяя более 382 академиков и членов-корреспондентов, крупных специалистов производства, инженеров и более 15 отраслевых НИИ и 17 филиалов во всех областях страны, готова принять этот вызов и предлагать свои решения. Ученым лишь необходимо давать конкретные производственные задачи.
Эту работу уже в течение 6 лет ведет Международный Центр зеленых технологий и инвестиционных проектов, выполнивший комплексный технологический аудит более ста крупных промышленных предприятий на предмет возможности перехода их на принципы наилучших доступных техник (НДТ). Переход на принципы НДТ позволит существенно сократить не только эмиссию загрязняющих веществ, но и выбросы парниковых газов. При переходе на НДТ в теплоэнергетической отрасли прогнозируется снижение эмиссий на 700 тысяч тонн в год, в горно-металлургическом секторе – на 150 тысяч тонн, а в нефтегазовой отрасли – на 70 тысяч тонн.
Ожидается, что общий объем сокращения выбросов составит порядка 60%, что приблизит Казахстан к экологическим стандартам ОЭСР. Переход промышленности на принципы НДТ будет осуществляться в рамках действующего Экологического кодекса. Предприятия, внедрившие передовые технологии из Справочников по НДТ, освобождаются от экологических платежей. На сегодняшний день Международным Центром зеленых технологий и инвестиционных проектов разработаны и утверждены правительством справочники по НДТ в следующих отраслях промышленности: химической, строительных материалов, черной и цветной металлургии, добыче железа, цветных и драгоценных металлов, добыче угля и углеводородов и электроэнергетике.
Справочники НДТ были разработаны на основе комплексного технологического аудита основных предприятий промышленности с учетом международного опыта и лучших мировых практик. В процессе подготовки были проведены выезды на предприятия, интервью с отраслевыми экспертами, обсуждения с участием научного сообщества, представителей бизнеса и госорганов. Справочники НДТ являются важным инструментом модернизации отечественной промышленности и содержат задачи, решение которых требует реализации научно-технических программ и проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР).
Таким образом, уже сформулированы конкретные направления для целевого и грантового финансирования научных исследований в области охраны окружающей среды и климата. Пришло время определить роль науки в решении столь важной стратегической задачи государства в формировании новой экологической политики, реализующей цели по достижению углеродной нейтральности.
Внедрение проектов снижения выбросов и результатов НИОКР должно стимулироваться экономическими механизмами, такими как углеродный рынок или создание специального Углеродного фонда. Однако реальная картина по формированию углеродного рынка Казахстана показывает проблемы, для решения которых требуется проведение целенаправленных реформ.
Например, на внутреннем углеродном рынке Казахстана государством поддерживается относительно низкий уровень стоимости углеродной единицы (тонны CO²), так как ряд предприятий, ключевых для промышленности и социального сектора (в основном ТЭЦ), существенно превышает или может превысить установленный объем выбросов углекислого газа.
При высоком уровне цены углеродной единицы возникнет существенная финансовая нагрузка на предприятия, что может создать риск их банкротства. При этом низкий уровень цены углеродной единицы на рынке не стимулирует проекты по снижению выбросов парниковых газов, так как инвестиции в них значительны. Желательный же уровень цены углеродной единицы для эффективного стимулирования низкоуглеродных проектов составляет от 20 долл. США/т CO².
Необходимо отметить, что система регулирования выбросов на предприятиях, подпадающих под углеродное регулирование, не учитывает проекты, которые приводят к косвенному снижению выбросов за счет сбережения электроэнергии и тепла (от внешних источников), а также проекты снижения выбросов метана, закиси азота и т.д. Для стимулирования низкоуглеродных проектов кроме регулирования и прогнозирования цены необходимо разрешить их реализацию на регулируемых установках и провести научно-исследовательские работы, чтобы сформировать перечень проектов в промышленности, которые дадут наибольший эффект снижения выбросов; определить направления развития цифровизации и внедрения систем ИИ в промышленности и транспорте.
Результаты научных исследований могут быть оформлены в специальный документ о потенциале снижения выбросов парниковых газов в Казахстане для привлечения углеродных инвестиций и участия в международном рынке добровольных снижений выбросов. В числе направлений низкоуглеродных проектов, использование которых требует комплекса НИОКР, входят, например: космический мониторинг эндогенных пожаров методами дистанционного зондирования земли из космоса; оптимизация горения топлива на угольных котельных и ТЭЦ.
Это связано с тем, что, к примеру, эндогенные пожары возникают вследствие самовозгорания угля, вызванного реакцией пирита (FeS₂) с кислородом, что приводит к нагреву угольной массы до 500°С. На угольных разрезах Казахстана объем выбросов СО₂ от эндогенных пожаров может достигать 200 тыс. тонн.
Что касается эффективности горения угля на котельных и ТЭЦ, то недостаток кислорода приводит к увеличению химического недожога (повышение концентрации CO), а его избыток – к теплопотерям и росту выбросов NOx.
Важной задачей на сегодня является прогнозирование суточной выработки ВИЭ и формирование суточного графика. Для повышения эффективности работы энергосистемы Казахстана необходимо улучшить точность прогнозирования производства и потребления электроэнергии. Отклонения от суточного графика ведут к дополнительному расходу топлива. Особенно значительное влияние на точность прогнозов оказывают возобновляемые источники энергии ввиду нестабильности генерации электроэнергии.
Единый закупщик электроэнергии приобретает всю выработанную энергию у станций, заключивших договор до 1 июля 2023 года, независимо от их прогнозных обязательств. Это создает сложности для формирования суточного графика, поскольку мощность таких ВИЭ-станций превышает 3 ГВт (около 12% от всей энергосистемы страны). Для решения этой проблемы требуется разработка автоматизированной системы прогнозирования выработки электроэнергии ВИЭ с использованием метеоданных и технологий искусственного интеллекта.
С 1 июля 2023 года Казахстан перешел от двусторонних договоров к модели Единого закупщика электроэнергии, которая обеспечивает централизованные торги, устраняет спекуляции и снижает влияние посредников на рынке электроэнергии. Это способствует стабилизации цен как внутри страны, так и в трансграничной торговле. Дополнительно система может быть усовершенствована благодаря оптимизации, учитывающей не только стоимость электроэнергии, но и другие факторы: снижение выбросов парниковых газов, минимизация расхода топлива и конечной цены для потребителей. В будущем механизм Единого закупщика позволит создать новую, более эффективную систему управления электроэнергией, основанную на математических моделях и цифровых технологиях.
Все эти проекты и многие другие, необходимые для сокращения выбросов парниковых газов, требуют реализации научных исследований. Научные исследования также необходимы для совершенствования методик измерения и верификации выбросов, разработки новых инструментов углеродного финансирования и оценки долгосрочных эффектов углеродного регулирования.
Достижение климатических и экологических целей зависит от сочетания научных разработок, технологического прогресса и эффективного регулирования. В условиях нарастающего климатического кризиса наука должна стать неотъемлемым элементом формирования углеродных механизмов, обеспечивая их прозрачность, надежность и соответствие целям устойчивого развития.
Гульбазар МЕДИЕВА, вице-президент Национальной инженерной Академии РК, руководитель офиса НТР, НТС при Международном Центре зеленых технологий
