Відмовитись не можна, продовжити: чому перехід на "зелену" енергію неминучий
Декарбонізація енергетичного сектору була предметом дослідження протягом багатьох останніх років. Використання відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) стало загальновизнаним способом декарбонізації енергетики та економіки.
За даними Bloomberg NEF, у 2020 році інвестовано рекордний обсяг коштів у технології енергетичного переходу – 501,5 млрд дол, з яких 303,5 млрд дол – у відновлювану енергетику.
В Україні у 2020 році інвестиції у ВДЕ зменшилися майже в три рази порівняно з попереднім роком і становили 1,4 млрд дол. Відновлювана енергетика – це єдина галузь, що залучає інвестиції в оновлення потужностей з генерування електроенергії.
Хоча у 2020 році частка відновлюваних джерел у виробництві енергії продовжувала зростати, викиди СО2 не вдалося суттєво зменшити навіть з огляду на спад економічної активності у світі.
Концентрація вуглецю в атмосфері продовжує зростати, і країни мають збільшити свій внесок у декарбонізацію енергетики та інших секторів економіки.
Уперше світ об'єднав зусилля для контролю та стабілізації концентрації рівня парникових газів (ПГ) в атмосфері на Саміті Землі в Ріо-де-Жанейро в 1992 році. Багато країн ратифікували Рамкову конвенцію ООН про зміну клімату.
Додатковим документом став Кіотський протокол, який запровадив механізми виконання зобов'язань для країн: торгівля викидами, спільне впровадження (співпраця між індустріалізованими країнами) та механізм чистого розвитку (співпраця між країнами, що розвиваються, та індустріалізованими країнами).
Хоча механізми Кіотського протоколу були ратифіковані і промислово розвиненими країнами, і країнами з перехідною економікою, загальні глобальні викиди СО2 постійно збільшувалися.
Основною причиною стала низька ціна дозволів на викиди, що призвело до надлишку сертифікатів на ринку.
Це зробило інвестиції в кліматично-нейтральні технології економічно непривабливими. Прибуток, отриманий завдяки торгівлі викидами, не був реінвестований у низьковуглецеві технології чи дослідження, що привели б до прогресу в декарбонізації галузей економіки.
У 2015 році на черговій Кліматичній конференції в Парижі була схвалена правонаступниця Кіотського протоколу – Паризька угода. Ключовою резолюцією було зобов'язання "обмежити підвищення температури значно нижче 2°C порівняно з доіндустріальним рівнем".
Україна також приєдналася до Паризької угоди, зобов'язавшись знизити викиди на 40% порівняно з 1990 роком (Україна готує другий Національно-визначений внесок до Паризької угоди).
Україні вдається виконувати поставлені Паризькою угодою цілі головним чином через економічний спад після розпаду СРСР та втрату важкої промисловості.
У 2020 році зниженню викидів також сприяла пандемія COVID-19. Після її завершення світ чекає економічне відновлення, а значить – і збільшення викидів СО2.
Стратегія низьковуглецевого розвитку
"Декарбонізація енергетики України" – ключовий розділ "Стратегії низьковуглецевого розвитку", оскільки частка енергетичного сектору в загальних обсягах викидів ПГ сягає 65%, а разом з викидами ПГ, що утворюються в промисловому секторі, становить 82%.
Процес декарбонізації енергетичного сектору України триває, проте його темпи за поточної економічної та екологічної політики недостатні.
Згідно з консервативними оцінками, за відсутності дієвої політики та заходів з декарбонізації викиди ПГ зростатимуть і у 2050 році можуть досягнути 70% від рівня 1990 року, тоді як у 2012 році і 2015 році вони становили 44% та 31% відповідно.
Незважаючи на поточне зниження загального обсягу викидів вуглецю, вуглецеємність української економіки залишається однією з найвищих у світі.
Згідно із звітом Нідерландського агентства з екологічної оцінки (Netherlands Environmental Assessment Agency), у 2018 році на 1 тис дол ВВП в Україні припадає 560 кг викидів СО2.
Для порівняння: у Німеччині цей показник становить 200 кг, у Польщі – 300 кг, у країнах ЄС – 180 кг, у Саудівській Аравії – 360 кг, у США – 290 кг.
Нижчий показник вуглецеємності країн ЄС був досягнутий не в останню чергу завдяки запровадженню високого податку на викиди вуглецю.
Без ефективних політичних рішень декарбонізація навряд чи відбудеться. Збитки, завдані довкіллю викидами парникових газів, жодним чином не компенсуються ні країнам, ні громадянам.
Німецьке агентство з охорони навколишнього середовища підрахувало, що екологічна шкода 1 тонни СО2 у 2016 році становила 180 євро і збільшиться до 205 євро у 2030 році та до 240 євро у 2050 році.
Упродовж багатьох років ціна за викиди СО2 була низькою, що уповільнило темп модернізації підприємтв та декарбонізацію. Очевидно, що лише торгівлі викидами недостатньо для декарбонізації енергетичного та індустріального секторів.
За розрахунками фахівців, для стимулювання процесу декарбонізації податок повинен зрости до 120 євро/т CO2 у 2030 році. Щоб скоротити CO2, пропонуються значно вищі ціни: 330-380 євро/т CO2.
У найближчі роки українським підприємствам доведеться інвестувати в зниження вуглецеємності через запровадження Європейським Союзом Green Deal. Таким чином ЄС впливає не тільки на внутрішню політику країн-учасників, а й на треті країни, що ведуть торгівлю з ним.
Протягом двох найближчих років буде запроваджений "податок на вуглець на кордоні". Цим податком буде обкладатися продукція з високими викидами вуглецю при її виробництві, наприклад, сталь або електроенергія, що імпортуються до ЄС.
Аби залишитися конкурентними на ринках ЄС, підприємствам-експортерам доведеться інвестувати в зменшення викидів вуглецю.
Декарбонізація енергетики
Глобально в сектор виробництва електричної енергії інтегровано вагому частку відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Проте переважна частка електроенергії у світі виробляється з використанням викопного палива.
За розрахунками Carbon Tracker Initiative, щоб виконати цілі Паризької угоди, у світі щодня повинен закриватися один енергоблок на вугіллі. Використання певного виду джерел енергії для виробництва електроенергії залежить від природних ресурсів, економічного стану та історичного розвитку кожного регіону.
Доходи, отримані від видобутку та експорту викопного палива, є важливим фактором економіки та зайнятості деяких країн. З цієї причини складно переконати політиків зупинити експансію вугілля та нафти і сфокусуватися на трансформації видобувних регіонів.
Попри ці фактори, очікується, що електроенергетичний сектор буде лідером з декарбонізації. Паралельна масштабна електрифікація будівництва, транспорту та промисловості наблизить світ до цілей декарбонізації.
Частку відновлюваних джерел енергії потрібно збільшувати в усьому світі. Електростанції на традиційному паливі ще будуть необхідні для балансування навантаження через коливання виробництва електроенергії з відновлюваних джерел енергії.
Підвищення ефективності на цих станціях часто подається як привабливий варіант для досягнення цілей декарбонізації.
Однак потрібно усвідомлювати, що деякі установки ТЕС, незалежно від обсягу модернізації, повільно наближаються до термодинамічних меж, що після певної точки унеможливлює подальше підвищення їх ефективності.
На всіх теплових електростанціях подальше підвищення ефективності можна отримати лише шляхом значного збільшення капітальних витрат, що робить їх неконкурентними з ВДЕ.
Перехід до використання природного газу розглядається як середньострокове рішення. Це приведе до поступової відмови від вугілля, адже викиди СО2 від спалювання газу вдвічі нижчі, ніж від спалювання вугілля.
Після цього перехідного періоду, швидше за все, відбудеться перехід на "зелене" паливо, наприклад, водень.
Ще однією перспективною технологією декарбонізації енергетичного сектору та зменшення енергоємності промисловості часто називають уловлювання та зберігання вуглецю.
У 2019 році 19 об'єктів з уловлювання вуглецю у світі спільно "зібрали" близько 25 млн тонн СО2.
Сценарій сталого розвитку Міжнародного енергетичного агентства, що відповідає 2-градусному сценарію до 2050 року, передбачає, що світові потрібно буде "збирати" по 350 млн тонн СО2 щорічно до 2030 року.
Іншим теоретичним варіантом технології декарбонізації є термоядерні реактори – як тільки вони набудуть комерційного статусу. Вироблена на них електроенергія була б безпечною, вуглецево-нейтральною та доступною.
Однак враховуючи тривалий проміжок часу, протягом якого досліджують ядерний синтез та отримують не дуже обнадійливі результати, ця технологія поки що не може розглядатися для досягнення масштабних цілей декарбонізації.
Декарбонізація промисловості
У промисловості існує багато високоенергоємних процесів, які важко декарбонізувати.
Високі викиди СО2 виникають у металургії (виробництво чавуну, сталі, алюмінію, міді), хімічній промисловості (НПЗ, виробництво пластмас, добрив), секторі неметалевих мінералів (цемент, вапно, кераміка, скло), целюлозно-паперовій, текстильній, шкіряній, харчовій та видобувній галузях.
Виробництво чавуну та сталі вимагає високотемпературного технологічного тепла, яке зазвичай отримується шляхом спалювання викопного палива.
Для декарбонізації промисловості необхідно підвищити рівень енергоефективності. Використання скидного енергетичного потенціалу зменшить потребу в первинних енергетичних ресурсах. Електрифікація та використання "зеленого" водню значно зменшить викиди СО2.
Кілька заводів з виробництва сталі в ЄС почали експерименти з використання в доменних печах водню. Для декарбонізації важливо використовувати "зелений" водень, який виробляють з надлишків "зеленої" електроенергії шляхом електролізу води.
Український контекст
Крім зниження викидів парникових газів, яке відбулося через економічний спад, а не через системні зміни, Україну можна відзначити у двох напрямках декарбонізації: розвитку відновлюваної енергетики та електричного автотранспорту.
Стрімкий розвиток відновлюваної енергетики відбувся завдяки донедавна сприятливому для інвестицій законодавству. Як результат за десять років у ВДЕ в Україні інвестовано 12,3 млрд дол.
1 січня 2021 року встановлена потужність "зеленої" енергетики становила 8,5 ГВт без урахування великих ГЕС. З відновлюваних джерел у 2020 році в Україні було вироблено близько 11,4% електроенергії разом з великими ГЕС.
Згідно з енергетичною стратегією, частка ВДЕ у виробництві електроенергії в Україні до 2035 року має зрости до 25%. Проте за існуючої кризи з виконанням зобов'язань перед інвесторами в "зелену" енергетику цей сценарій виглядає недосяжним.
Завдяки звільненню від ПДВ імпорту електромобілів Україна посідає лідерські позиції у світі за темпами збільшення кількості електротранспорту.
Електрифікація транспорту – важлива складова декарбонізації, адже частка викидів СО2 від автомобілів є суттєвою.
Водночас електрифікація транспорту збільшить споживання електроенергії, і якщо електроенергія для заправки транспорту буде вироблена з викопного палива, викиди СО2 не будуть зменшені.
Темпи декарбонізації в інших секторах потрібно пришвидшувати через перехід до низьковуглецевої енергетики.
Складова викидів від первинних та вторинних енергоресурсів у вуглецевому слідові української продукції велика, що зробить її неконкурентною на ринках ЄС після запровадження оподаткування вмісту вуглецю "на кордоні" вже за два-три роки.