Научная статья на тему 'ОЦЕНКА ЗНАЧИМОСТИ НАПРАВЛЕНИЙ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ'

ОЦЕНКА ЗНАЧИМОСТИ НАПРАВЛЕНИЙ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
72
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАПРАВЛЕНИЯ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ / ЧИСЛЕННАЯ ОЦЕНКА ЗНАЧИМОСТИ / ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ / ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ / МЕТОД АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Садов С.Л.

Статья посвящена решению задачи нахождения сравнительной численной оценки значимости как новых, так и давно используемых источников энергии и технологий, ведущих к уменьшению карбонового следа энергетики и всей экономики, т. е. их декарбонизации. Она решена при помощи метода анализа иерархий. Выбор метода определялся тем, что он, используя в качестве исходных данных парные сравнительные оценки качественного характера, позволяет не только упорядочить варианты по их влиянию на главную цель - декарбонизацию экономики, но и численно оценить степень этого влияния. Для оценки выбраны девять направлений декарбонизации. В их число не включены перевод транспорта на газомоторное топливо и электрическую тягу, поскольку они являются переходными в длительном процессе декарбонизации экономики. По этой же причине не рассматривается замещение газом угля при выработке электроэнергии - оно тоже не решает проблемы декарбонизации и является промежуточным этапом в движении к ней. По результатам решения задачи направления декарбонизации разбиты на три группы. Первая объединяет те пять направлений, которые представляют собой основу декарбонизации - без них она невозможна в современных условиях. Во вторую вошли возобновляемые источники энергии - ветровые и солнечные энергоустановки. Для децентрализованного энергоснабжения они наиболее перспективны. В третьей группе представлены энергоустановки с географически ограниченными возможностями применения и предпочтительные для локального энергоснабжения (куда отнесён и перевод транспорта на топливо, получаемое переработкой биологического сырья). Продолжение данного исследования проистекает из того, что найденные показатели значимости направлений декарбонизации открывают возможности более обоснованного выбора их сочетаний при учёте специфики различных природных зон, стран и регионов. При этом при подготовке исходных данных потребуется экспертная оценка трудностей их реализации, различий в применимости на разных уровнях экономики, взаимодополняемости и взаимозаменяемости.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SIGNIFICANCE EVALUATION OF THE ECONOMIC DECARBONIZATION DIRECTIONS

The article is devoted to solving the problem of finding a comparative numerical assessment of the significance of both the new and long-use sources of energy and technologies leading to a decrease in the carbon footprint of the energy and the entire economy, i.e. their decarbonization. Problem is solved using the hierarchy analytical process. The choice of the method was determined by the fact that it, using pair comparative assessments as the initial data, allows not only to streamline the options for their impact on the main goal - decarbonization of the economy - but also numerically evaluate the degree of this influence. Nine directions of decarbonization are selected for evaluation. These are not included inthe transfer of transport on gas engine fuel and electric craving, since they are transient in the long-term process of decarbonization of the economy. For the same reason, the replacement of coal by gas is not considered during the production of electricity - it also does not solve the problem of decarbonization and is an intermediate step in motion to it. According to the results of the task solution the decarbonization direction are divided into three groups. The first combines those five directions that are the basis of decarbonization - without them it is impossible under modern conditions. The second has renewable energy sources - wind and solar power plants. They are most promising for decentralized power supply. In the third group, power plants with geographically limited application capabilities and preferred for local energy supply are preferred (the transfer of transport on fuel obtained by the processing of biological raw materials) is represented. The continuation of this study arises from the fact that the founding of the decarbonization significance indicators are discover the possibilities of a more reasonable choice of their combinations under account the specifics of various natural zones, countries and regions. At the same time, when preparing the source data, an expert assessment of the difficulties of their implementation, differences in applicability at different levels of economics, complementarity and interchangeability is required.

Текст научной работы на тему «ОЦЕНКА ЗНАЧИМОСТИ НАПРАВЛЕНИЙ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ»

Оценка значимости направлений декарбонизации экономики Significance Evaluation of the Economic Decarbonization Directions

DOI: 10.34130/2070-4992-2021-1-4-443

УДК 338.27:330.42

С. Л. Садов, Институт социально-экономических и энергетических проблем Севера ФИЦ «Коми научный центр Уральского отделения РАН» (Сыктывкар, Россия)

S. L. Sadov, Institute of socio-economic and energy problems of the North of the Komi Research center of the Ural branch of the Russian Academy of Sciences (Syktyvkar, Russia)

Статья посвящена решению задачи нахождения сравнительной численной оценки значимости как новых, так и давно используемых источников энергии и технологий, ведущих к уменьшению карбонового следа энергетики и всей экономики, т. е. их декарбонизации. Она решена при помощи метода анализа иерархий. Выбор метода определялся тем, что он, используя в качестве исходных данных парные сравнительные оценки качественного характера, позволяет не только упорядочить варианты по их влиянию на главную цель — декарбонизацию экономики, но и численно оценить степень этого влияния. Для оценки выбраны девять направлений декарбонизации. В их число не включены перевод транспорта на газомоторное топливо и электрическую тягу, поскольку они являются переходными в длительном процессе декарбонизации экономики. По этой же причине не рассматривается замещение газом угля при выработке электроэнергии — оно тоже не решает проблемы декарбонизации и является промежуточным этапом в движении к ней.

По результатам решения задачи направления декарбонизации разбиты на три группы. Первая объединяет те пять направлений, которые представляют собой основу декарбонизации — без них она невозможна в современных условиях. Во вторую вошли возобновляемые источники энергии — ветровые и солнечные энергоустановки. Для децентрализованного энергоснабжения они наиболее перспективны. В третьей группе представлены энергоустановки с географически ограниченными возможностями применения и предпочтительные для локального энергоснабжения (куда отнесён и перевод транспорта на топливо, получаемое переработкой биологического сырья). Продолжение данного исследования проистекает из того, что найденные показатели значимости направлений декарбонизации открывают возможности более обоснованного выбора их сочетаний при учёте специфики различных природных зон, стран и регионов. При этом при подготовке исходных данных потребуется экспертная оценка трудностей их реализации, различий в применимости на разных уровнях экономики, взаимодополняемости и взаимозаменяемости.

Ключевые слова: направления декарбонизации, численная оценка значимости, возобновляемые источники энергии, энергоэффективность, метод анализа иерархий

The article is devoted to solving the problem of finding a comparative numerical assessment of the significance of both the new and long-use sources of energy and technologies leading to a decrease in the carbon footprint of the energy and the entire economy, i.e. their decarbonization. Problem is solved using the hierarchy analytical process. The choice of the method was determined by the fact that it, using pair comparative assessments as the initial data, allows not only to streamline the options for their impact on the main goal — decarbonization of the economy — but also numerically evaluate the degree of this influence. Nine directions of decarbonization are selected for evaluation. These are not included in the transfer of transport on gas engine fuel and electric craving, since they are transient in the long-term process of decarbonization of the economy. For the same reason, the replacement of coal by gas is not considered during the production of electricity — it also does not solve the problem of decarbonization and is an intermediate step in motion to it.

According to the results of the task solution the decarbonization direction are divided into three groups. The first combines those five directions that are the basis of decarbonization — without them it is impossible under modern conditions. The second has renewable energy sources — wind and solar power plants. They are most promising for decentralized power supply. In the third group, power plants with geographically limited application capabilities and preferred for local energy supply are preferred (the transfer of transport on fuel obtained by the processing of biological raw materials) is represented. The continuation of this study arises from the fact that the founding of the decarbonization significance indicators are discover the possibilities of a more reasonable choice of their combinations under account the specifics of various natural zones, countries and regions. At the same time, when preparing the source data, an expert assessment of the difficulties of their implementation, differences in applicability at different levels of economics, complementarity and interchangeability is required.

Keywords: decarbonization directions, numerical assessment of significance, renewable energy sources, energy efficiency, hierarchy analytical process

Введение

Одним из существенных вызовов, стоящих перед энергетикой России, является т.н. энергетический переход — переход к низкоуглеродной (а в перспективе — безуглеродной) экономике. Страны с развитой экономикой уже предпринимают конкретные шаги в этом направлении. Этому будет способствовать, например, трансграничное углеродное регулирование всех товаров и услуг (т.н. углеродный налог), которое ЕС планирует ввести уже с 2023 г. [1]. Другие страны ОЭСР и Китай тоже идут по пути к зелёной экономике. Удельный вес энергетики в углеродном следе, хотя и различается для разных объектов, достаточно велик. И если правительство РФ ставит целью наращивание экспортного потенциала нашей экономики за счёт продукции высокотехнологичных отраслей1, то надо уже сейчас позаботиться

0 том, чтобы углеродный след наших экспортируемых товаров не подорвал их конкурентоспособность. Не случайно в данной статье много внимания уделено именно потенциальному вкладу энергетики в декарбонизацию, поскольку значение производства и потребления энергии в современных реалиях чрезвычайно велико — они решают многие вопросы жизнеобеспечения населённых пунктов, функционирования промышленности, транспорта и других отраслей экономики. Поэтому планы и программы декарбонизации экономики нельзя рассматривать в отрыве от энергетики, от реализации проектов генерации из возобновляемых источников энергии, увеличения доли гидроэлектростанций (ГЭС) и атомных электростанций (АЭС) в общей выработке энергии, использования других возможностей и технологий в сфере энергетики. Важно также, чтобы потребляемая энергия была приемлемой не только по парниковым выбросам, но и по цене, чтобы она не ложилась тяжким бременем на экономику, не подрывала конкурентоспособность нынешних и потенциальных экспортёров.

Сейчас разработано немало технологий выработки энергии, способствующих снижению парниковых выбросов. Не вызывает сомнений, в частности, что рост энергоэффективности в процессах производства и потребления энергии приведёт к снижению углеродного следа [2; 3]. Работа в этом направлении идёт давно, есть положительная динамика, хотя и недостаточная. Повышение в энергобалансе доли т.н. чистых, нетрадиционных видов выработки энергии — ветряной и солнечной — также снижает парниковую нагрузку на окружающую среду. Но эти источники имеют ограничения и недостатки, главные из которых — неравномерность выработки ими энергии и географическая ограниченность. Пока их доля в энергобалансе невелика, неравномерность компенсируется, сглаживается при помощи традиционной тепловой (углеродной) энергетики. Но когда их удельный вес вырастает до сравнимых с традиционными видами генерации масштабов, то или проблема неравномерности становится нерешаемой, или их энергия — слишком дорогой при использовании накопителей (аккумуляторов). Большим плюсом солнечных панелей и, в меньшей степени, ветрогенераторов можно считать то, что они могут быть достаточно компактными и хорошо подходить для использования домохозяйствами в сочетании с другими энергоисточниками [4].

В стадии разработки находится много проектов в области водородной энергетики и топливных элементов [5]. До их широкого распространения предстоит ещё сделать немало [6], но перспективы весьма заманчивы, поскольку замена дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на транспорте на двигатели водородные или на топливных элементах означала бы не только большой шаг вперёд в деле декарбонизации экономики, но и в оздоровлении экологической обстановки в городах. Промежуточным этапом на данном пути мог бы стать перевод транспорта, в первую очередь общественного, на электрическую тягу [7]. Свои плюсы и минусы в данном контексте имеет газомоторное топливо [8]. Сложности и необходимость таких изменений в данной статье не обсуждаются.

В связи с вышеизложенным важно определить приоритеты среди направлений декарбонизации экономики. Несмотря на неопределённость, присущую многим важным аспектам декарбонизации на современном этапе [9], неоднозначность и сложность данной задачи, можно на основе качественной информации не только проранжировать известные возможности декарбонизации, но и количественно оценить степень их влияния на этот процесс. Разработано удобное и достаточно простое средство для этого — метод анализа иерархий (МАИ) Т. Саати [10]. Данный метод в качестве исходной информации использует показатели, которые не являются результатом точных замеров, а основаны на экспертных

1 Михаил Мишустин принял участие в работе Международного экспортного форума «Сделано в России — 2020» // Сайт Правительства РФ. URL: http://government.ru/news/41068/ (дата обращения: 20.10.2021).

суждениях и оценках [10; 11]. Он позволяет провести комплексное ранжирование альтернатив по совокупности попарных сравнительных оценок преимуществ и недостатков каждой из возможностей, и в итоге получить не только их ранжирование, но и количественное сравнение их вклада в достижение основной цели — декарбонизации энергетики и экономики.

Методология исследования

Рассматриваются и оцениваются следующие виды генерации, технологии и возможности, способствующие декарбонизации экономики:

1) повышение энергоэффективности в традиционных отраслях энергетики, работающих на углеводородном топливе и в энергопотреблении;

2) водородная энергетика;

3) использование топливных элементов;

4) ГЭС;

5) АЭС;

6) ветровые ЭС;

7) фотоэлектрические (солнечные) ЭС;

8) геотермальные ЭС;

9) биоэнергетические установки.

Эти варианты сравнивались по девяти факторам:

1) общему удельному весу в выработке энергии в настоящем;

2) потенциалу роста выработки;

3) географии распространения;

4) широте возможностей использования;

5) минимизации углеродного следа у потребителей энергии;

6) себестоимости энергии/конкурентоспособность;

7) эффективности цепочки преобразования энергии к виду, удобному для потребления, при использовании данной технологии/возможности (для краткости будем именовать этот фактор эффективностью);

8) стабильности выработки энергии;

9) способности быть резервом и гасить неравномерность генерации в энергосистеме.

Для рассматриваемой задачи сравнения путей декарбонизации экономики в первую очередь необходимо построить, согласно [10], иерархию задачи. Верхний уровень иерархии займёт главная цель — декарбонизация экономики. Второй уровень — факторы или критерии, по которым будут оцениваться возможности и направления декарбонизации, которые образуют третий, нижний уровень иерархии. В ней каждый элемент верхнего уровня соединён с каждым элементом более низкого уровня (что отражает влияние элемента нижнего слоя на элемент верхнего), поэтому построенная иерархия будет полной. Это повышает достоверность и аналитическую ценность полученного с помощью такой иерархии решения задачи. Поскольку элементов иерархии достаточно много (по 9 на втором и третьем уровнях), то её схематическое изображение будет громоздким из-за большого количества линий и будет разумно ограничиться её вербальным описанием.

После построения иерархии требуется произвести попарные сравнения:

— критериев с точки зрения достижения главной цели;

— направлений декарбонизации с позиции каждого из критериев.

Полученные парные оценки выражаются с использованием 9-балльной шкалы сравнений [10]. Например, для факторов А и В:

9 баллов означает, что фактор А по значимости абсолютно превосходит фактор В;

7 — что А явно важнее В;

5 — А значительно важнее В;

3 — А незначительно важнее В;

1 — А и В одинаково важны.

Чётные баллы 8, 6, 4 и 2 выражают промежуточные градации оценок. Полученные оценки записываются в виде обратносимметричных матриц — т. е. матриц, в которых числа, стоящие в симметричных относительно главной диагонали ячейках, обратно пропорциональны друг другу. Рассмотрим процедуру заполнения такой матрицы на примере оценки вариантов декарбонизации экономики по критерию

удельного веса основной части табл. 1. На главной диагонали матрицы размером 9x9 (выделена серым цветом) будут стоять единицы, поскольку они есть результат сравнения каждого варианта декарбонизации с самим собой.

Далее, на пересечении первой строки и второго столбца стоит «7» — это означает, что сравниваются первое и второе направления декарбонизации — «повышение энергоэффективности в традиционных отраслях энергетики, работающих на углеводородном топливе, и в энергопотреблении» и «водородная энергетика». И первое признано значительно более важным, чем второе, что и выражается числом 7. А в симметричной ячейке матрицы, на пересечении второй строки и первого столбца, стоит обратная величина — 1/7. И так же аналогично интерпретируются баллы, стоящие в верхней треугольной половинке матрицы, расположенной над главной диагональю (выделена серым цветом). Для заполнения матрицы потребовалось провести (9-1)х9/2=36 парных сравнений.

Таблица 1

Обратносимметричная матрица попарных оценок вариантов декарбонизации экономики по критерию удельного веса

Направления декарбонизации Направления декарбонизации

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1)Эн/эф-ть в традиц. энергетике 1 7 7 2 2 6 7 7 7

2) Водородная энергетика 1/7 1 1 1/6 1/6 1/2 1 1 1

3) Топливные элементы 1/7 1 1 1/6 1/6 1/2 1 1 1

4) ГЭС 1/2 6 6 1 1 5 6 6 6

5) АЭС 1/2 6 6 1 1 5 6 6 6

6) Ветровые ЭС 1/6 2 2 1/5 1/5 1 2 2 2

7) Фотоэлектрические ЭС 1/7 1 1 1/6 1/6 1/2 1 1 1

8)Геотермальные ЭС 1/7 1 1 1/6 1/6 1/2 1 1 1

9)Биоэнергетические установки 1/7 1 1 1/6 1/6 1/2 1 1 1

Источник: составлено автором.

При использовании метода анализа иерархий очень важную роль играет согласованность обратно-симметричных матриц — отношение согласованности (ОС) не должно превышать 0,1. У полученной матрицы ОС=0,008 — это превосходный уровень показателя ОС, поэтому матрицу можно применять для решения поставленной задачи. Во многом такого хорошего показателя ОС удалось добиться, применяя процедуру предварительного ранжирования сравниваемых вариантов [12]. Матрицы оценок направлений декарбонизации по другим восьми факторам приведены ниже. Все они, как и вышеприведённая матрица, получены на основе авторских оценок. Так, для потенциала роста выработки энергии она имеет вид:

1 1/5 1/6 1/2 1/3 1/6 1/5 1/3 1/5

5 1 1/2 4 3 1/2 1 7 1

6 2 1 5 4 1 2 4 5

2 1/4 1/5 1 1/2 1/5 1/4 1/2 1/4

3 1/3 1/4 2 1 1/4 1/3 1 1/3

6 2 1 5 4 1 2 4 2

5 1 1/2 4 3 1/2 1 3 1

3 1/7 1/4 2 1 1/4 1/3 1 1/3

5 1 1/5 4 3 1/2 1 3 1

и имеет значение показателя согласованности ОС=0,032.

По географической распространённости направления декарбонизации оценены таким образом:

1 1 1/2 5 3 4 2 7 1

1 1 1/2 5 3 4 2 7 1

2 2 1 6 4 5 3 8 2

1/5 1/5 1/6 1 1/3 1/2 1/4 3 1/5

1/3 1/3 1/4 3 1 2 1/2 5 1/3

1/4 1/4 1/5 2 1/2 1 1/3 4 1/4

1/2 1/2 1/3 4 2 3 1 6 1/2

1/7 1/7 1/8 1/3 1/5 1/4 1/6 1 1/7

1 1 1/2 5 3 4 2 7 1

а значение ОС=0,022.

По широте возможностей использования рассматриваемых вариантов получены следующие оценки:

1 1 1 4 4 5 4 5 3

1 1 1 4 4 5 4 5 3

1 1 1 4 4 5 4 5 3

1/4 1/4 1/4 1 1 2 1 2 1/2

1/4 1/4 1/4 1 1 2 1 2 1/2

1/5 1/5 1/5 1/2 1/2 1 1/2 1 1/3

1/4 1/4 1/4 1 1 2 1 2 1/2

1/5 1/5 1/5 1/2 1/2 1 1/2 1 1/3

1/3 1/3 1/3 2 2 3 2 3 1

со значением ОС=0,009.

Что касается минимизации углеродного следа у потребителей энергии, то оценки распределились следующим образом:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1 1/8 1/7 1/8 1/8 1/8 1/8 1/6 1/3

8 1 2 1 1 1 1 3 6

7 1/2 1 1/2 1/2 1/2 1/2 2 5

8 1 2 1 1 1 1 3 6

8 1 2 1 1 1 1 3 6

8 1 2 1 1 1 1 3 6

8 1 2 1 1 1 1 3 6

6 1/3 1/2 1/3 1/3 1/3 1/3 1 4

3 1/6 1/5 1/6 1/6 1/6 1/6 1/4 1

показатель согласованности при этом ОС=0,015.

По конкурентоспособности рассматриваемые варианты получили такие оценки:

1 3 1 1 3 4 4 3 4

1/3 1 1/3 1/3 1 2 2 1 2

1 3 1 1 3 4 4 3 4

1 3 1 1 3 4 4 3 4

1/3 1 1/3 1/3 1 2 2 1 2

1/4 1/2 1/4 1/4 1/2 1 1 1/2 1

1/4 1/2 1/4 1/4 1/2 1 1 1/2 1

1/3 1 1/3 1/3 1 2 2 1 2

1/4 1/2 1/4 1/4 1/2 1 1 1/2 1

с очень хорошим показателем согласованности ОС=0,005.

Парные оценки по эффективности (под которой понимается эффективность всей цепочки преобразования энергии для конечного потребителя):

Вестник Научно-исследовательского центра корпоративного права, управления и венчурного инвестирования Сыктывкарского государственного университета. 2021. Т. 1. № 4

1 1/2 1/2 2 1/2 2 1/2 1/3 1/2

2 1 1 3 1 3 1 1/2 1

2 1 1 3 1 3 1 1/2 1

1/2 1/3 1/3 1 1/3 1 1/3 1/4 1/3

2 1 1 3 1 3 1 1/2 1

1/2 1/3 1/3 1 1/3 1 1/3 1/4 1/3

2 1 1 3 1 3 1 1/2 1

3 2 2 4 2 4 2 1 2

2 1 1 3 1 3 1 1/2 1

показатель согласованности ОС=0,003.

Оценки стабильности выработки энергии для всех пар вариантов получились следующие:

1 2 2 4 1 8 7 3 3

1/2 1 1 3 1 7 6 2 2

1/2 1 1 3 1 7 6 2 2

1/4 1/3 1/3 1 1/3 5 4 1/2 1/2

1 1 1 3 1 7 6 2 2

1/8 1/7 1/7 1/5 1/7 1 1/2 1/6 1/6

1/7 1/6 1/6 1/4 1/6 2 1 1/5 1/5

1/3 1/2 1/2 2 1/2 6 5 1 1

1/3 1/2 1/2 2 1/2 6 5 1 1

показатель согласованности ОС=0,019.

Способность служить резервом при необходимости дополнительной генерации отразилась в оценках:

1 5 5 4 7 9 9 8 2

1/5 1 1 1/2 3 5 5 4 1/4

1/5 1 1 1/2 3 5 5 4 1/4

1/4 2 2 1 4 6 6 5 1/3

1/7 1/3 1/3 1/4 1 3 3 2 1/6

1/9 1/5 1/5 1/6 1/3 1 1 1/2 1/8

1/9 1/5 1/5 1/6 1/3 1 1 1/2 1/8

1/8 1/4 1/4 1/5 1/2 2 2 1 1/7

1/2 4 4 3 6 8 8 7 1

оценка согласованности ОС=0,035.

Результаты исследования

Результаты расчётов по методу анализа иерархий представлены в табл. 2 в двух последних столбцах.

Таблица 2

Значимость направлений декарбонизации экономики, %

Направления декарбонизации Учёт влияния факторов на значимость

равноценные факторы различные факторы

1 2 3

Энергоэффективность в углеродной энергетике и энергопотреблении 17,4 12,7 (-4,7)

Водородная энергетика 13,0 12,2 (-0,8)

Топливные элементы 15,5 12,9 (-2,6)

ГЭС 10,5 13,6 (+3,1)

Окончание табл. 2

1 2 3

АЭС 10,9 13,0 (+2,1)

Ветровые ЭС 7,2 11,3 (+4,1)

Фотоэлектрические ЭС 7,8 10,2 (+2,4)

Геотермальные ЭС 6,9 6,8 (-0,1)

Биоэнергетические установки 10,7 7,4 (-3,3)

Источник: составлено автором.

В первом из них расчёты делались в предположении о равной важности девяти факторов (критериев) для конечной цели иерархии — декарбонизации экономики, а в следующем — согласно приведённым в табл. 3 парным оценкам значимости факторов для решения поставленной задачи.

Таблица 3

Обратносимметричная матрица попарных оценок влияния факторов на декарбонизацию экономики

Факторы декарбонизации Факторы декарбонизации

1 г 3 4 s б 7 8 9

1) Доля в выработке энергии 1 1 7 б 1/3 2 3 5 4

2) Потенциал роста генерации 1 1 7 б 1/3 2 3 5 4

3) География распространения 1/7 1/7 1 1/2 1/9 1/6 1/5 1/3 1/4

4) Широта использования 1/6 1/6 2 1 1/8 1/5 1/4 1/2 1/3

5) Минимизация углер. следа 3 3 9 8 1 4 5 7 б

6) Конкурентоспособность 1/2 1/2 б 5 1/4 1 2 4 3

7) Эффективность 1/3 1/3 5 4 1/5 1/2 1 3 2

8) Стабильность генерации 1/5 1/5 3 2 1/7 1/4 1/3 1 1/2

9) Способность быть резервом 1/4 1/4 4 3 1/6 1/3 1/2 2 1

Источник: составлено автором.

Согласованность оценок здесь, как и во всех предыдущих матрицах, находится на высоком уровне — ОС=0,032.

Числа, стоящие в круглых скобках в последнем столбце табл. 2, показывают изменение значимости факторов при учёте их объективно существующей неравноценности. Ясно, что минимизация углеродного следа имеет приоритет над остальными факторами. Именно за её счёт существенно прибавили в своей значимости ветровые, солнечные, атомные и гидроэлектростанции. За минимизацией следуют удельный вес варианта в выработке энергии и потенциал его роста (при примерной их равноценности между собой), далее, по мере убывания влияния на конечный результат, — конкурентоспособность, эффективность, способность быть резервом, стабильность выработки энергии, широта возможностей использования и географический ареал распространения. Интересный факт — учёт неравноценности факторов привёл к уменьшению разброса показателей значимости, он снизился с 2,52 до 2. Это можно трактовать как отсутствие явного одного лидера среди направлений декарбонизации — все они имеют свою нишу, где показывают свою необходимость и эффективность.

По своей значимости направления декарбонизации чётко разделились на три группы. В первую, наиболее весомую, вошли первые пять направлений. Суммарно они обеспечивают 5/8 всего потенциала декарбонизации, и именно они представляются основой малоуглеродной, а в перспективе и безуглеродной экономики. Так, АЭС и ГЭС будут обеспечивать базовую часть генерации электроэнергии (с небольшими возможностями адаптации к переменам нагрузки у ГЭС), а традиционное производство электроэнергии на тепловых ЭС (среди которых всё большая часть будет переходить на газ) станет тем главным демпфером, который будет гасить неравномерность выработки энергии солнечными и ветровыми ЭС. Водородная энергетика совместно с топливными элементами в перспективе способны заменить двигатели внутреннего сгорания (ДВС) на транспорте и помимо декарбонизации решить ещё одну проблему — загрязнения воздушной среды, особенно в городах. Для России, где более половины транспортных средств с ДВС имеет экологический стандарт от Евро-0 до Евро-3 или не имеет его вообще1, это особенно важно.

1 Структура автопарка РФ и Москвы по экологическим классам // Аналитическое агентство «Автостат». URL: https://www.autostat.ru/infographics/38282/ (дата обращения: 05.11.2021).

Вторую группу образуют невозобновляемые источники энергии (ВИЭ) — ветровые и солнечные электростанции. Выйти в лидирующую группу им мешает неравномерный, прерывистый характер их генерации, низкий коэффициент использования установленной мощности (влияющий на фактор эффективности). В более отдалённом будущем, когда генерация ВИЭ составит существенную часть энергобаланса, гасить неравномерность этой генерации можно будет путём направления её «излишков» сверх некоего предела на производство водорода. Тогда ВИЭ не будут давать повода для нынешней критики как подрывающие надёжность энергоснабжения.

Вошедшие в третью группу геотермальные ЭС наиболее перспективны в районах с высокой сейсмической активностью, именно там их строительство позволит получать тепловую энергию наряду с электрической при сравнительно низких инвестиционных вложениях и эксплуатационных затратах. Установки на биотопливе помогут с пользой утилизировать отходы масштабной лесозаготовки и лесопере-работки. В этом плане рассматривается и культивирование т.н. энергетических плантаций — специальных лесных насаждений для выращивания быстрорастущих пород деревьев в целях топливоснабжения отдалённых населённых пунктов [13—15], что может быть экономически целесообразно как для тропических регионов, так и для стран с умеренным и холодным климатом. Биотопливо не решает проблемы декарбонизации, но как локальная мера может быть востребована ещё многие десятилетия. Важное направление использования биотоплива (этанола из растительного сырья) — как замены бензина — не только экономически (Бразилия) и технологически (США) оправдано, но и ведёт к улучшению экологической обстановки в городах.

Заключение

Всего лишь двукратный разброс показателей значимости вариантов декарбонизации показывает, что ни один из них не сможет стать единственным пригодным во всех сферах человеческой деятельности. Ключевое по важности следствие вышеприведённого исследования состоит в том, что оптимальным будет всегда некоторое их сочетание, определяемое в каждом конкретном случае. Из других выводов, важных при планировании практической политики по декарбонизации, можно отметить следующие. Повышение энергоэффективности в энергопотреблении и в традиционных отраслях энергетики, работающих на углеводородном топливе, будет стоять несколько особняком среди направлений — оно будет работать на декарбонизацию в постоянном, «фоновом» режиме, не внося радикальных изменений в энергопроизводство и энергопотребление. Широкое внедрение технологически передовых водородной энергетики и топливных элементов, при условии достижения приемлемых показателей себестоимости энергии, станет другим весомым источником снижения углеродных выбросов. Длительное время нельзя будет обойтись без атомных и гидроэлектростанций — они возьмут на себя, как и сейчас, покрытие постоянной, базовой части нагрузки. Традиционные тепловые ЭС будут обеспечивать покрытие неравно-мерностей энергопотребления, с одной стороны, и стохастическую генерацию ВИЭ — солнечных и ветровых ЭС — с другой.

Оценки вариантов декарбонизации делались исходя из современного уровня разработок. Но совершенно нельзя исключать в течение XXI века прорывов в совершенствовании таких важных для энергообеспечения технологий, как, например, приливные ЭС, тепловые насосы, производство электроэнергии в процессе обратного электродиализа с использованием ионообменных мембран, создание твердотельных аккумуляторов и, наконец, появление давно ожидаемых термоядерных электростанций. Тогда откроются новые возможности и в декарбонизации экономики, и в повышении качества и надёжности энергоснабжения.

Список литературы

1. EU Green Deal (carbon border adjustment mechanism). URL: https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/have-your-say/initiatives/12228-Carbon-Border-Adjustment-Mechanism (дата обращения: 05.10.2021).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Волобуев А. Минэкономразвития добавило декарбонизацию в стратегию энергоэффективности. URL: https://www.vedomosti.ru/economics/articles/2021/07/12/877722-minekonomrazvitiya-dobavilo-dekarbonizatsiyu (дата обращения: 18.10.2021).

3. Бродач М. М., Шилкин Н. В. Декарбонизация — инструмент стимулирования энергосбережения // Энергосбережение. 2021. № 7. С. 4—12.

4. Пуделякин Н. Энергоснабжение загородного дома // Электротехнический рынок. 2021. № 3 (99). С. 14—18.

5. Бокрис Д. О'М., Везироглу Т. Н. Оценка стоимости водорода как носителя ветровой и солнечной энергии // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2018. № 10—12. С. 34—2. doi: 10.15518/isjaee.2018.10-12.034-042

6. Литвиненко В. С., Цветков П. С., Двойников М. В., Буслаев Г. В. Барьеры реализации водородных инициатив в контексте устойчивого развития глобальной энергетики // Записки Горного института. 2020. Т. 244. С. 428—438. doi: 10.31897/PMI.2020.4.5

7. Решетникова М. Как крупнейшие автоконцерны переходят на выпуск электромобилей. URL: https://trends.rbc.ru/trends/industry/60a392c69a7947c6528c732b (дата обращения: 13.11.2021).

8. Конопляник А. Декарбонизация газовой отрасли в Европе и перспективы для России // Нефтегазовая вертикаль. 2020. № 17. С. 35—44.

9. Моделирование сценариев декарбонизации и адаптации: роль в принятии политических и экономических решений. URL: https://energy.skolkovo.ru/downloads/documents/SEneC/Research/SKOLKOVO_EneC_RU_Modeling.pdf (дата обращения: 09.11.2021).

10. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий / пер. с англ. Р.Г. Вачнадзе. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.

11. Thomas L. S., Vargas L.G. Models, Methods, Concepts & Applications of the Analytic Hierarchy Process. Boston: Kluwer Academic, 2001. pp. 345. doi: 10.1007/978-1-4614-3597-6.

12. Sadov S. L. Finding the potential contribution of the fuel and energy sectors to increase the energy efficiency of the economy // Corporate governance and innovative development of the economy of the North: Bulletin of the Research Center for Corporate Law, Management and Venture Investment of Syktyvkar State University. 2019. № 4. С. 92—98. DOI: 10.34130/2070-4992-2019-4-92.

13. Hellman O. A special problem of large-scale forest management // European Journal of Operational Research. 1980. Vol. 4(1). pp. 16—18.

14. Hellman O. On the optimal control of the growth of a forest in a special case // Journal of Optimization Theory and Applications. 1981. Vol. 34(4). pp. 579—591.

15. Hellman O. A Mathematical Model for an Energy Forest // Management Science. 1982. Vol. 28(11). pp. 1247—1257.

References

1. EU Green Deal (carbon border adjustment mechanism). Available at: https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/have-your-say/initiatives/12228-Carbon-Border-Adjustment-Mechanism (accessed: 05.10.2021).

2. Volobuev A. Mine'konomrazvitiya dobavilo dekarbonizaciyu v strategiyu e'nergoeffektivnosti [The Ministry of Economic Development has added decarbonization to the energy efficiency strategy]. Available at: https://www.vedomosti.ru/economics/ articles/2021/07/12/877722-minekonomrazvitiya-dobavilo-dekarbonizatsiyu (accessed: 10/18/2021). (In Russ.).

3. Brodach M. M., Shilkin N. V. Decarbonization — a tool to stimulate energy saving. E'nergosberezhenie [Energy saving], 2021, no. 7, pp. 4—12. (In Russ.)

4. Pudelyakin N. Power supply of a country house. E'lektrotexnicheskij ry'nok [Electrotechnical market], 2021, no. 3 (99), pp. 14—18. (In Russ.)

5. Bokris D. O.M., Veziroglu T. N. Estimation of the cost of hydrogen as a carrier of wind and solar energy. Mezhdunarodnyj nauchnyj zhurnal «AFternativnaya e'nergetika i e'kologiya» (ISJAEE) [International Scientific Journal "Alternative Energy and Ecology" (ISJAEE)], 2018, no 10—12, pp. 34—42. doi: 10.15518/isjaee.2018.10-12.034-042. (In Russ.)

6. Litvinenko V. S., Tsvetkov P. S., Dvoynikov M. V., Buslaev G. V. Barriers to the implementation of hydrogen initiatives in the context of sustainable development of global energy. Zapiski Gornogo instituta [Notes of the Mining Institute], 2020, vol. 244, pp. 428—438. doi: 10.31897/PMI.2020.4.5. (In Russ.)

7. Reshetnikova M. Kak krupnejshie avtokoncerny' perexodyat na vy'pusk e'lektromobilej [How the largest automakers are switching to the production of electric vehicles]. Available at: https://trends.rbc.ru/trends/industry/60a392c69a7947c6528c732b (accessed: 13.11.2021). (In Russ.)

8. Konoplyanik A. Decarbonization of the gas industry in Europe and prospects for Russia. Neftegazovaya vertikal' [Oil and gas vertical], 2020, no 17, pp. 35—44. (In Russ.)

9. Modelirovanie scenariev dekarbonizacii i adaptacii: rol' v prinyatii politicheskix i e'konomicheskix reshenij [Modeling of decarboniza-tion and adaptation scenarios: the role in political and economic decision-making]. Available at: https://energy.skolkovo.ru/downloads/documents/SEneC/Research/SKOLKOVO_EneC_RU_Modeling.pdf (accessed: 09.11.2021). (In Russ.)

10. Saati T. Prinyatie reshenij. Metod analiza ierarxij [Decision-making. Method of hierarchy analysis]. Translated from English by R.G. Vachnadze. Moscow: Radio and Communications, 1993. 278 p. (In Russ.)

11. Thomas L. S., Vargas L.G., 2001. Models, Methods, Concepts & Applications of the Analytic Hierarchy Process. Boston: Kluwer Academic. pp. 345. doi: 10.1007/978-1-4614-3597-6.

12. Sadov S. L. Finding the potential contribution of the fuel and energy sectors to increase the energy efficiency of the economy. Corporate governance and innovative development of the economy of the North: Bulletin of the Research Center for Corporate Law, Management and Venture Investment of Syktyvkar State University, 2019, no 4, pp. 92—98. DOI: 10.34130/2070-4992-2019-4-92-98.

13. Hellman O., 1980. A special problem of large-scale forest management. European Journal of Operational Research, vol. 4(1), pp. 16—

18.

14. Hellman O., 1981. On the optimal control of the growth of a forest in a special case. Journal of Optimization Theory and Applications, vol. 34(4), pp. 579—591.

15. Hellman O., 1982. A Mathematical Model for an Energy Forest. Management Science, vol. 28(11), pp. 1247—1257.

Вестник Научно-исследовательского центра корпоративного права, управления и венчурного инвестирования Сыктывкарского государственного университета. 2021. Т. 1. № 4

Для цитирования: Садов С. Л. Оценка значимости направлений декарбонизации экономики // Корпоративное управление и инновационное развитие экономики Севера: Вестник Научно-исследовательского центра корпоративного права, управления и венчурного инвестирования Сыктывкарского государственного университета. 2021. Т. 1. Вып. 4. С. 443—4s2. DOI: 10.34130/2070-4992-2021-1-4-443.

For citation: Sadov S. L. Significance evaluation of the economic decarbonization directions. Corporate Governance and Innovative Economic Development of the North: Bulletin of the Research Center of Corporate Law, Management and Venture Investment of Syktyvkar State University, 2021, vol. 1, issue 4. Р. 443—4s2. DOI: 10.34130/2070-4992-2021-1-4-443 (In Russian).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.