CC BY
10УДК 504.064.4:620.9(470) DOI: 10.5281/zenodo. 10066689
Систематизация ключевых направлений и индикаторов адаптации отраслей топливно-энергетического комплекса России к последствиям климатических изменений
Саенко Владимир Васильевич [0000-0002-7004-7205]^ Колпаков Андрей Юрьевич [оооо-оооз-4812-4582]
Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН, 117418, г. Москва Нахимовский проспект, д. 47
E-mail: vv saenko@mail.ru, kolpakov@ecfor.ru
Аннотация. В статье описаны тенденции климатических изменений, которые оказывают существенное влияние на функционирование ТЭК России. Далее систематизирована информация о воздействии климатических изменений на объекты ТЭК, а также об уязвимости и возможных мерах адаптации объектов ТЭК к климатическим изменениям. Все меры адаптации про-ранжированы в зависимости от степени рисков, на смягчение которых они (меры) нацелены. Степень рисков качественно определена на основе анализа динамики изменений климата и сопряженных с ними опасных метеорологических явлений. Все меры адаптации предполагают понятные инженерно-технические и организационные мероприятия, поэтому могут быть эволюционно вплетены в регулярную систему управления топливно-энергетическими отраслями.
Ключевые слова: ТЭК, изменение климата, многолетняя мерзлота, опасные явления, адаптация, энергетическая безопасность.
1 Введение
При разработке национальной климатической политики в России ведущая роль традиционно отводится топливно-энергетическому комплексу (ТЭК). Это понятно: функционирование отраслей ТЭК ответственно более чем за половину всех антропогенных эмиссий парниковых газов - они называются большинством
климатологов ключевым драйвером изменения климата, и поэтому при выстраивании политики смягчения будущих климатических изменений акцент делается на низкоэмиссионной трансформации ТЭК. Однако не менее важно включение ТЭК в контур разработки принципов и механизмов политики адаптации к изменениям климата, которые оцениваются как неизбежные даже в самых фантастических сценариях декарбонизации всех сфер экономики и общества [1].
Климатические характеристики, частота и степень различных погодных явлений определяют инженерно-технические и строительные требования для объектов ТЭК. Изменения климата означают динамический характер указанных факторов. Другими словами, энергетическая инфраструктура, срок жизни которой измеряется десятилетиями, а также эксплуатирующие ее службы должны быть надежны и эффективны не только в современных, но и в условиях середины XXI века; должны перестраиваться с учетом меняющихся условий окружающей среды и быть способны оперативно реагировать на негативные последствия таких преобразований.
Реализация эффективной политики адаптации к изменениям климата в отношении ТЭК (прямо или косвенно) является условием достижения целей Доктрины энергетической безопасности России по следующим направлениям: (а) надежное и устойчивое обеспечение потребителей энергоресурсами; (б) обеспечение технической доступности инфраструктуры ТЭК для потребителей; (в) обеспечение защиты инфраструктуры ТЭК от чрезвычайных ситуаций (ЧС); (г) ограничение отрицательного воздействия ТЭК на окружающую среду; (д) защита населения и территорий от ЧС на объектах ТЭК [2, п. 22].
2 Тенденции изменения климата на территории России
Ниже на основе данных Росгидромета [3] приведен анализ изменения основных характеристик климата России (таблицы 1-3), которые потенциально влияют на объекты ТЭК и режимы их функционирования.
Среднегодовая аномалия (отклонение от среднего за 1991-2020 гг.) температуры воздуха в 2022 г. в среднем по России составила +0,87 °С. Потепление климата, начавшееся в 1970-е гг., продолжается на всей территории России как для среднегодовой температуры, так и во все сезоны года. Скорость увеличения среднегодовой температуры в России оценивается в +0,49 °С за 10 лет. Наиболее быстрое потепление наблюдается весной (+0,64 °С за 10 лет). Быстрее всего температура росла в Северо-Западном, Центральном и Южном ФО; наиболее медленное потепление отмечено в Сибирском ФО.
Таблица 1. Оценка скорости увеличения средней температуры приземного воздуха в России за период 1976-2022 гг. в разные сезоны года (°С за 10 лет)
Территория / Сезон Год Зима Весна Лето Осень
Россия 0,49 0,44 0,64 0,4 0,49
Северо-Западный ФО 0,56 0,76 0,46 0,47 0,53
Центральный ФО 0,57 0,76 0,39 0,61 0,54
Приволжский ФО 0,48 0,53 0,42 0,45 0,52
Южный ФО 0,56 0,61 0,43 0,74 0,49
Северо-Кавказский ФО 0,48 0,53 0,36 0,62 0,44
Уральский ФО 0,48 0,43 0,77 0,32 0,37
Сибирский ФО 0,42 0,32 0,82 0,3 0,27
Дальневосточный ФО 0,51 0,37 0,67 0,4 0,62
Источник: [3].
Общее потепление в стране сопровождается ярко выраженными локальными трендами. Например, в европейской части России учащаются крупномасштабные летние волны тепла (если за период 1961-1980 гг. их наблюдалось всего три, то в 2001-2020 гг. лишь одно лето 2004 г. прошло без таких волн); в Арктике происходит сокращение площади ледового покрова Северного Ледовитого океана и морей акватории Северного морского пути (по сравнению со значениями, характерными концу летних сезонов 1980-1996 гг. к 2007 г. ледовитость снизилась более чем в 3 раза, и в последние 15 лет колеблется примерно на одном уровне). Важнейшее значение имеет проблема деградации многолетней мерзлоты: скорость увеличения мощности сезонно талого слоя в регионах, где расположены важные объекты ТЭК, оценивается в 13-38% за 10 лет, т.е. как очень существенная.
Одновременно с потеплением в России увеличивается количество выпадающих осадков - в среднем на 1,8% за 10 лет. В европейской части страны и Западной Сибири растет частота и продолжительность отложений мокрого снега и гололеда. Кроме того, на территории России в целом происходит увеличение суммарного стока рек.
Изменения климата в России сопровождаются растущей динамикой опасных метеорологических явлений. За последнее десятилетие удвоилось количество явлений сильной жары; примерно на 80% выросло число заморозков; в полтора раза - сильных морозов; на 40% - сильных осадков и ветра; на 30% - гололедных отложений. При этом снижается частота града, снежных метелей, смерчей, тумана и мглы. Почти 60% опасных метеорологических явлений в 2022 г. зафиксировано в Дальневосточном, Сибирском и Южном ФО.
53
Журнал «Окружающая среда и энерговедение» (ОСЭ) №3(2023)
Таблица 2. Мощность сезонно-талого слоя многолетней мерзлоты в некоторых регионах расположения объектов ТЭК, см
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Скорость изменения, % за 10 лет
Уренгой 84 65 77 72 87 70 76 85 74 67 111 103 120 114 120 38%
Игарка 74 71 67 70 69 72 79 89 93 94 88 101 102 105 33%
Надым 136 101 114 129 134 136 164 163 186 148 178 176 197 196 199 19%
Норильск 94 94 94 96 104 86 95 102 84 106 104 113 95 122 113 15%
Ямал 113 82 106 114 128 126 111 129 144 118 116 114 135 123 125 13%
Примечание: скорость изменения оценена на основе соотношения линейного тренда и среднего значения за всю историю наблюдений. Источник: рассчитано авторами по данным [3].
Journal of Environmental Earth and Energy Study (JEEES] №3(2023] DOI: 10.5281/zenodo. 10066689
54
Журнал «Окружающая среда и энерговедение» (ОСЭ] №3(2023]
Таблица 3. Динамика опасных метеорологических явлений в 2005-2022 гг.
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2020 2021 2022 Скорость изменения, % за 10 лет
Сильная жара 7 15 13 9 12 39 23 53 20 39 42 40 29 33 48 68 53 105%
Заморозки 25 25 39 34 37 42 32 54 46 46 63 67 81 88 67 64 58 79%
Сильный мороз 5 11 7 11 23 37 26 31 37 61 33 31 26 23 14 60 12 52%
Сильные осадки 85 94 84 80 95 87 98 124 127 110 115 157 124 144 131 142 123 40%
Сильный ветер 76 83 95 89 75 104 75 91 113 110 118 99 108 129 136 134 111 37%
Гололедно-изморозные отложения 18 10 23 13 6 24 8 14 9 12 17 31 22 20 10 14 25 27%
Град 19 22 29 24 17 15 17 25 25 30 20 21 25 20 20 29 13 -2%
Метель и снег 20 25 25 30 35 35 23 25 29 18 16 38 32 28 15 9 12 -22%
Смерч 5 9 9 10 9 6 12 11 0 9 5 1 1 1 6 4 4 -43%
Туман и мгла 6 6 6 6 1 8 1 2 0 3 0 2 7 1 5 3 1 -59%
Итого выделенные явления 266 300 330 306 310 397 315 430 406 438 429 487 455 487 452 527 412 +36%
Примечание: скорость изменения оценена на основе соотношения линейного тренда за 2005-2022 гг. и среднего значения за
2008-2012 гг.
Источник: рассчитано авторами по данным [3].
Journal of Environmental Earth and Energy Study (JEEES) №3(2023)
DOI: 10.5281/zenodo. 10066689
Согласно данным МЧС России, число природных чрезвычайных ситуаций увеличилось в 2015-2022 гг. в среднем на 8 штук в год, а суммарный ущерб от них превысил 110 млрд руб. за указанный период [4].
3 Анализ воздействия климата на объекты ТЭК
Функционирование всех отраслей ТЭК подвержено воздействию климата и метеорологических явлений [5-8]:
- температурные режимы и осадки влияют на эффективность добычи и транспортировки нефти и газа, а также производства сжиженного природного газа (СПГ); состояние много летне мерзлых пород - на расположение и уровни надежности при строительстве объектов добычи и транспортировки нефти и газа;
- температурные режимы и влажность воздуха влияют на качественные характеристики добываемого угля, а также на требования надежности к его хранению и транспортировке;
- температура воздуха определяет эффективность работы и охлаждения оборудования тепловых (ТЭС) и атомных (АЭС) электростанций;
- объем осадков определяет производственный потенциал гидроэлектростанций (ГЭС); экстремальные погодные явления создают риски повреждения элементов ГЭС;
- гололедная и ветровая нагрузки создают угрозы повреждения линий электропередачи (ЛЭП); при высоких температурах воздуха возможно растяжение проводов;
- температурные режимы определяют спрос на тепловую энергию в осенне-зимний период; на электроэнергию - в летний период (кондиционирование).
Следующие климатические и погодные явления опасны для ТЭК с точки зрения: (а) формирования рисков выхода из строя сооружений и оборудования энергетического хозяйства; (б) образования экономических ущербов через простои и снижение эффективности в работе:
- деградация многолетней мерзлоты (существенная часть объектов ТЭК находится в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов, что определяет риски деформации и обрушения фундаментов зданий и сооружений, скважин, трубопроводов) [9-12];
- гроза любой интенсивности (может вызвать замыкание ЛЭП);
- сильный (30 м/с и более) ветер (обрыв ЛЭП);
- отложения гололеда (толщиной 20 мм и более), мокрого снега (толщиной 35 мм и более) на ЛЭП (обрыв ЛЭП);
- аномально высокое поступление воды на водосброс ГЭС (риск повреждения и разрушения плотин при недостаточной пропускной способности);
- повышение температуры воздуха (увеличение операционных затрат в электроэнергетике и газовом секторе);
- увеличение уровня морей и океанов (создает риски подтопления прибрежной инфраструктуры - заводов по сжижению природного газа, портов погрузки нефти и СПГ).
4 Политика адаптации объектов ТЭК к изменениям климата
Изменения климата связаны в первую очередь с увеличением повторяемости и интенсивности экстремальных погодных явлений, что определяет все большее воздействие на работу отраслей ТЭК в перспективе [13].
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что адаптация к изменению климата является не опцией, но существенным фактором, учитываемым наравне с другими бизнес-рисками. Как существующая, так и новая энергетическая инфраструктура должна учитывать будущие климатические условия и их воздействие на проектирование, строительство, эксплуатацию, техническое обслуживание. Это обстоятельство понятно и учитывается ведущими энергетическими странами [14-15].
Как показывает международная практика, планирование адаптации - комплексный процесс, охватывающий все уровни государственного и муниципального управления. При этом, разработка и реализация конкретных мер и проектов адаптации осуществляется на локальном уровне, а функции национального правительства включают в первую очередь формирование нормативно-правовой базы, определение общих приоритетов и направлений адаптации, предоставление методического обеспечения и финансирования [16].
В России проведена качественная комплексная оценка климатических рисков для ТЭК (например, [17-19]). В 2022 г. разработан и принят План адаптации к изменениям климата в сфере топливно-энергетического комплекса Российской Федерации [20], в котором представлен детальный (в том числе в территориально-отраслевом разрезе) анализ климатических рисков, которые могут оказать существенное влияние на устойчивое функционирование отраслей ТЭК, с оценкой вероятности наступления и уровня опасности рисков. Кроме того, указанный план содержит перечень приоритетных адаптационных мероприятий, нацеленных преимущественно на: (а) создание механизмов управления адаптацией в сфере ТЭК; (б) разработку информационно-аналитической базы и системы мониторинга в части адаптации к климатическим изменениям; (в) совершенствование нормативной и методической базы для реализации политики адаптации; (г) разработку мер государственного стимулирования и поддержки реализации мер адаптации. Содержание и наполнение документа в целом соответствуют научно-методическим рекомендациям, представляемым для планов адаптации, по крайней мере на текущей стадии реализации политики адаптации на национальном уровне [21-23].
5 Систематизация мер адаптации объектов ТЭК к изменениям климата
В данной статье авторы поставили перед собой цель систематизировать информацию о воздействии климатических изменений на объекты ТЭК (какое по-годно-климатическое явление оказывает влияние, и какими метриками можно его описывать), уязвимости (что именно происходит в ТЭК) и возможным мерам адаптации (что необходимо сделать, чтобы снизить риски) объектов ТЭК этим климатическим изменениям. Кроме того, указанная информация дополнена оценкой характера мер адаптации:
(а)не требуются / реализация выгод - климатические изменения создают благоприятные эффекты, и поэтому меры адаптации должны быть нацелены на реализацию возникающего потенциала для получения экономических выгод;
(б) перспективные - климатические изменения не связаны со значительным учащением опасных метеорологических явлений (в соответствии с таблицей 3 в эту группу отнесены туман и мгла, смерчи и сильный ветер, снежные метели, град, гололедно-изморозные отложения), либо объекты ТЭК являются устойчивыми с точки зрения уязвимости к изменениям климата.
(в) приоритетные - климатические изменения связаны с существенным учащением опасных метеорологических явлений (в соответствии с таблицей 3 в эту группу отнесены сильная жара, заморозки и сильный мороз, сильные осадки), либо готовность объектов ТЭК к реализации риска может оказаться недостаточной, а потенциальный ущерб - очень серьезным.
Проведенный анализ представлен в таблицах 4-8.
Для объектов добычи и трубопроводной транспортировки нефти и газа приоритетным направлением является адаптация к процессам деградации многолетней мерзлоты. Высокая значимость данного направления обусловлена: (а) значительной скоростью сокращения мощности сезонно-талого слоя многолетней мерзлоты в ключевых регионах расположения объектов; (б) давностью разработки строительных норм и правил, регулирующих строительство фундаментов и оснований на многолетнемерзлых грунтах (СНиП 2.02.04-88 были утверждены постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства в 1988 г.). В соответствии со СНиП, месторождения и трубопроводы, строившиеся в последние 3 десятилетия в зоне многолетней мерзлоты, должны иметь свайные фундаменты с запасом глубины в 2 метра. Учитывая динамику сокращения мощности сезонно-талого слоя многолетней мерзлоты, можно говорить о существовании значительных рисков, по крайней мере для объектов нефтегазовой инфраструктуры в Ямало-Ненецком автономном округе (Уренгой, Надым) и Ванкор-ском кластере (Игарка). В действительности существует вероятность (и отдельные примеры [24]), что компании закладывали более существенные характеристики устойчивости объектов к протаиванию грунтов при строительстве. Тем не менее, данный риск необходимо учитывать, чтобы избежать деформации и разрушения фундаментов и сооружений в рамках производственных мощностей. В
качестве мер адаптации для существующих объектов может рассматриваться использование устройств по термостабилизации грунта; для новых - увеличение длины свай в свайных фундаментах.
Отдельно следует отметить ситуацию с развитием СПГ-индустрии в России. По состоянию на 2023 г. только ПАО «Новатэк» реализует крупные СПГ-проекты: компания запустила Центр строительства крупнотоннажных морских сооружений, предназначенный для сборки линий сжижения газа на основаниях гравитационного типа, в том числе с применением собственной технологии крупнотоннажного производства СПГ «Арктический каскад» . Указанная технология нацелена на максимальное использование особенностей арктического климата: отрицательные среднегодовые температуры воздуха в Арктике способствуют снижению затрат и повышению производительности на СПГ-заводах [25]. Арктические СПГ-проекты ПАО «Новатэк» будут подвержены негативному влиянию повышения температуры воздуха (рост производственных затрат) и уровня моря/океана (риски подтопления заводов и погрузочных зон), а также деградации многолетней мерзлоты (снижение надежности фундаментов сооружений). Сама компания оценивает степень рисков, связанных с долгосрочными климатическими изменениями, как «средняя», а также отмечает, что учитывает их при проектировании и строительстве производственных мощностей и объектов инфраструктуры. Таким образом, перечисленные направления адаптации СПГ-проектов к изменениям климата следует отнести к перспективным.
Таблица 4. Характеристика влияния изменения климата на объекты добычи и транспортировки нефти и газа
Воздействие на объекты Уязвимость (чувствительность) объектов Меры адаптации объектов Характер мер адаптации
Повышение температуры воздуха Индикатор: Средняя температура Улучшение условий труда, уменьшение простоев; снижение вязкости нефти Не требуются / реализация выгод -
Повышение температуры воздуха; учащение экстремально жарких периодов Индикатор: Средняя температура; число дней с температурами воздуха выше +30 °С; продолжительность и повторяемость волн тепла Падение мощности компрессорных станций на газовых месторождениях и трубопроводах; снижение производительности заводов по производству СПГ Использование контактно-испарительного водяного охлаждения и организация подачи охлаждающей воды в проточную часть компрессорных станций; увеличение операционных затрат на производство СПГ Перспективные
Увеличение количества и продолжительности выпа- Увеличение коррозии оборудования Перспективные
дения жидких и смешанных осадков; изменение относительной влажности и температуры воздуха Индикатор: Продолжительность периодов с жидкими и смешанными осадками; продолжительность периодов с относительной влажностью более 70% при температуре выше -1 °С; сумма осадков Использование химических реагентов - ингибиторов коррозии; использование для новых объектов коррозионностойких материалов и защитных покрытий; снижение влияния коррозийных факторов в скважине (ограничение водотока, предотвращение попадания кислорода, снижение скорости потока и температуры жидкости и газа)
Повышение уровня моря/океана Индикатор: Уровень моря в местах расположения заводов по производству СИГ Затопление площадей заводов по производству СПГ и погрузочных зон Увеличение высоты морских оснований для заводов СПГ Перспективные
Деградация многолетней мерзлоты и усиление геокриологических процессов Индикатор: Мощность сезонно-талого слоя Деформация фундаментов и сооружений; приостановка работ Увеличение длины свай в свайных фундаментах; использование устройств термотабилизации грунта Приоритетные
Другим важным перспективным направлением для объектов нефтегазовой отрасли является приспособление к увеличению количества выпадающих осадков и изменению относительной влажности воздуха, что приводит к расширению масштабов коррозии оборудования. Для предотвращения этих процессов предлагается использование специальных химических реагентов, коррозионностойких материалов и защитных покрытий. Кроме того, повышение температуры воздуха и учащение экстремально жарких периодов способно вызвать падение мощности компрессорных станций. В качестве основных мер адаптации предлагается использование различных способов водного охлаждения частей компрессорных станций. С другой стороны, общее потепление в регионах добычи углеводородов будет способствовать улучшению условий труда, а также снижению вязкости нефти, что сопряжено со снижением эксплуатационных затрат в отрасли.
Таблица 5. Характеристика влияния изменения климата на объекты добычи и транспортировки угля
Воздействие на объекты Уязвимость (чувствительность) объектов Меры адаптации объектов Характер мер адаптации
Повышение температуры воздуха в летний сезон Индикатор: Средняя температура в летний сезон Пересыхание угля; склонность угля к самовозгоранию при хранении Охлаждение и увлажнение угля путем распыления воды и реагентов Перспективные
Увеличение количества и продолжительности выпадения жидких и смешанных осадков; изменение относительной влажности и температуры воздуха Индикатор: Продолжительность периодов с жидкими и смешанными осадками; продолжительность периодов с относительной влажностью более 70%; Повышение влажности добываемого угля Сушка угля Перспективные
Учащение заморозков и морозов Индикатор: Число дней с переходом температуры воздуха через уровень 0"С в холодный сезон; число дней с суточной минимальной температурой воздуха ниже -30 °С Усиление смерзаемости угля Равномерная обработка угля, дна и стенок вагонов средствами от смерзания, пересыпка угля опилками Приоритетные
Для объектов по добыче и транспортировке угля наиболее важной проблемой является смерзаемость угля при учащении заморозков и морозов. Это обусловлено общими логистическими ограничениями в отрасли: происходящая переориентация поставок на восток упирается в недостаточную (по сравнению с производственными возможностями российских компаний и спросом на азиатских рынках) пропускную возможность железнодорожной и портовой инфраструктуры, поэтому любые дополнительные сложности с процессом доставки угля до потребителя только усугубят имеющиеся вызовы. В качестве приоритетных адаптационных мер предлагается обработка угля, дна и стенок вагонов средствами от смерзания, а также пересыпка угля опилками.
Таблица 6. Характеристика влияния изменения климата на объекты генерации электроэнергии
Воздействие на объекты Уязвимость (чувствительность) объектов Меры адаптации объектов Характер мер адаптации
Увеличение количества осадков; увеличение интенсивности снеготаяния Индикатор: Среднегодовой приток воды в водохранилища ГЭС Рост гидроэнергетического потенциала; повышение коэффициента использования установленной мощности ГЭС Не требуются / реализация выгод -
Учащение наводнений Индикатор: Суточный максимум осадков; число дней с экстремальными жидкими осадками; количество наводнений Угрозы повреждения плотин и турбин ГЭС Обеспечение процессов аварийных остановок и сбросов воды; пересмотр режима работы каскадов ГЭС и водохранилищ Перспективные
Повышение температуры воздуха Индикатор: Средняя температура Уменьшение забора воздуха в энергоустановку ТЭС и АЭС вследствие падения его плотности, снижение КИУМ АЭС и ТЭС Использование льда для охлаждения воздуха перед входом в турбину Перспективные
Повышение температуры воздуха; учащение экстремально жарких периодов Индикатор: Средняя температура; число дней с температурами воздуха выше +30 °С; продолжительность и повторяемость волн тепла Уменьшение отвода тепла, снижение эффективности охлаждения ТЭС, увеличение риска аварий Охлаждение зданий ТЭС с помощью кондиционирования воздуха; альтернативные технологии охлаждения (сухие градирни); регенеративное охлаждение, трубчатые теплообменники Перспективные
Перспективными направлениями адаптации угольных предприятий являются сушка добываемого угля (реагирование на изменение относительной влажности воздуха и рост количества влажных осадков), а также охлаждение и увлажнение угля при хранении путем распыления воды и реагентов (защита от пересыхания угля и увеличения частоты его самовозгораний на фоне повышения температуры воздуха).
В сфере электрогенерации существует два принципиальных направления воздействия климатических изменений.
Во-первых, увеличение количества осадков и интенсивности снеготаяния способствует росту потенциала выработки электроэнергии на ГЭС, но в то же время возникают угрозы повреждения плотин и турбин ГЭС при наводнениях. Однако
ГЭС проектируются и строятся с очень большим запасом надежности [26], поэтому степень угроз является умеренной. В качестве перспективных мер адаптации возможны пересмотр режима работы ГЭС и водохранилищ, а также аварийные остановки и сбросы воды.
Во-вторых, общее потепление и учащение экстремально жарких периодов создает ряд проблем для работы оборудования АЭС и ТЭС, а именно: снижение эффективности работы и охлаждения генерирующего оборудования. В то же время степень чувствительности оборудования к потеплению окружающего воздуха является относительно скромной [19]. Набор перспективных мер адаптации здесь достаточно широк: от использования льда и систем кондиционирования воздуха до применения альтернативных технологий (например, сухие градирни).
Намного более серьезные вызовы возникают в секторе передачи и распределения электроэнергии, поскольку ЛЭП подвержены рискам замыкания (при грозах), обрывов, повреждения опор (от обледенения и сильного ветра). Ситуация нарушения электроснабжения является одной из наиболее критичных в современных условиях - от надежности подачи электроэнергии зависит не только бесперебойное функционирование коммерческих предприятий и логистических систем, но также сферы жизнеобеспечения. Поэтому применение мер адаптации для зашиты ЛЭП должно носить приоритетный характер. Помимо работы служб оперативного реагирования на такие ЧС целесообразно применение более прочных и устойчивых к воздействиям элементов (опоры, провода); установка специальной аппаратуры (для защиты от гроз и раннего обнаружения гололеда); освоение подземного пространства для размещения сетей электропередачи. Как и в других сферах, потепление воздуха создает риски перегрева элементов ЛЭП, поэтому применение высокотемпературных проводов воздушных линий должно быть важным перспективным решением.
Таблица 7. Характеристика влияния изменения климата на объекты передачи электроэнергии
Воздействие на объекты Уязвимость (чувствительность) объектов Меры адаптации объектов Характер мер адаптации
Повышение температуры воздуха; учащение экстремально жарких периодов Индикатор: Средняя температура; число дней с температурами воздуха выше +30 °С; продолжительность и повторяемость волн тепла Перегрев ЛЭП Применение высокотемпературных проводов воздушных линий Перспективные
Усиление грозовой активности Замыкания ЛЭП Освоение подземного пространства для размещения Приоритетные
Индикатор: Число дней с грозами и их продолжительность электросетевого хозяйства; строительство подстанций закрытого исполнения; выполнение низковольтных линий изолированными проводами более устойчивыми к молниевым поражениям; использование грозозащитной аппаратуры; применение схем с минимальным временем восстановления электроснабжения при грозах
Учащение случаев обледенения сетей Индикатор: Число дней с переходом температуры через 0 °С в зимний сезон; число дней и часов с мокрым снегом Обрывы проводов ЛЭП Установка систем раннего обнаружения гололеда, использование снегоот-талкивающих проводов, профилактический обогрев проводов Приоритетные
Учащение сильных ветров Индикатор: Число дней и часов с сильным ветром Обрывы проводов ЛЭП, повреждения опор ЛЭП Применение более прочных элементов для сооружения ЛЭП, а также установка опор в дополнение к уже существующим Приоритетные
Еще одним сопряженным процессом является необходимость обеспечения достаточной и надежной системы электроснабжения городов для гарантированного удовлетворения потребности в кондиционировании воздуха в летние периоды. Дело в том, что мощность генерации в стране достаточна и способна удовлетворить даже существенно более высокий спрос, но доведение электроэнергии до потребителей - локальный вопрос, который должен быть решен на уровне устойчивого развития муниципалитетов. В этом смысле синхронизированное развитие сетевого хозяйства - приоритет политики адаптации к потеплению климата.
Таблица 8. Характеристика влияния изменения климата на объекты ТЭК (кроме рассмотренных выше)
Воздействие на объекты Уязвимость (чувствительность) объектов Меры адаптации объектов Характер мер адаптации
Деградация многолетней мерзлоты и усиление геокриологических процессов Индикатор: Мощность сезонно-талого слоя Деформация железнодорожных путей, автодорог, таяние зимников Расширение практики применения технологий строительства с защитой от протаивания Приоритетные
Учащение штормов на побережье морей Индикатор: Число штормов на побережье морей Повреждение нефте- и газоналивных терминалов в результате береговой эрозии Строительство защитных сооружений на территории морских терминалов Перспективные
Таяние арктического льда вследствие повышения температуры воздуха Индикатор: Площадь и толщина ледового покрова Северного Ледовитого океана Увеличение навигационного периода на трассе Северного морского пути Не требуются / реализация выгод -
Повышение температуры воздуха в осенне-зимний сезон Индикатор: Средняя температура в осенне-зимний сезон, продолжительность отопительного сезона Сокращение продолжительности отопительного периода; снижение объема потребления энергии на отопление; снижение загрузки мощностей Не требуются / реализация выгод -
Повышение температуры воздуха в летний сезон Индикатор: Средняя температура в летний сезон, продолжительность сезона кондиционирования Удлинение сезона кондиционирования воздуха; увеличение объема потребления энергии на кондиционирование Увеличение объема мощностей электроснабжения (генерация и сети); увеличение объема топлива; повышение энергоэффективности при потреблении электрической энергии Приоритетные
Среди уже упомянутых выше (например, потенциальный рост выработки ГЭС), есть еще по крайней мере два важных позитивных эффекта изменения климата в России. Во-первых, это более мягкий осенне-зимний период (в части продолжительности и минимальных температур воздуха) и, соответственно, снижение расхода топлива и нагрузки в системах отопления. Во-вторых, потепление в
Арктике ведет к удлинению навигационного периода на трассе Северного морского пути. С этим трендом в том числе связаны масштабные нефтегазовые проекты, такие как Восток Ойл, Ямал СПГ, Арктик СПГ 2 - эффективность вывоза их продукции напрямую увязана с режимами судоходства в северных акваториях России.
6 Заключение
Выполненная систематизация ясно демонстрирует, что: (а) изменения климата способны значимо воздействовать на функционирование всех секторов ТЭК России; (б) существуют понятные инженерно-технические и организационные мероприятия по адаптации ТЭК с целью снижения возникающих рисков для объектов инфраструктуры и надежности энергоснабжения потребителей. Важно подчеркнуть, что ни одно из направлений адаптации не требует революционных изменений, и абсолютно все упомянутые в работе меры могут быть эволюционно вплетены в регулярную систему управления топливно-энергетическими отраслями.
Адаптационный элемент национальной политики в ТЭК должен быть выстроен поэтапно. На первом этапе определяется необходимая специализированная информация и на этой основе создается система мониторинга климатических характеристик (на региональном уровне), которые оказывают существенное влияние на функционирование организаций ТЭК. На втором этапе получаемая информация используется для формирования показателей уязвимости объектов ТЭК к последствиям изменения климата. На третьем этапе формируются адаптационные мероприятия, необходимые для обеспечения устойчивого развития ТЭК. При этом вырабатывается методическая база для оценки эффективности реализуемых мер, учитывающая баланс сопряженных затрат, ущербов и выгод. В дальнейшем такая оценка осуществляется и применяется для корректировки политики адаптации, что является необходимым условием для обеспечения ее (политики) гибкости и адекватности.
Благодарность: статья подготовлена при поддержке гранта в форме субсидий из федерального бюджета на выполнение научных исследований и работ в рамках реализации важнейшего инновационного проекта государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ» (соглашение о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий в соответствии с пунктом 4 статьи 78.1 Бюджетного кодекса Российской Федерации от 01.03.2023 № 139-15-2023-003 между Минэкономразвития России и ИНП РАН).
Литература
1. IPCC, 2022: Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA. doi: 10.1017/9781009157926.
2. Доктрина энергетической безопасности Российской Федерации. Утверждена указом Президента Российской Федерации от 13 мая 2019 г. № 216. Доступно на: https://minenergo.gov.ru/node/14766.
3. Росгидромет. Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2022 год. - Москва, 2023. - 104 стр. ISBN 978-5-906099-58-7. Доступно на: http://dowdoads.igce.ru/reports^oUad_o_Uimate_RF_2022_s_podpisiyu_compressed_w ith_cover.pdf.
4. МЧС России. Государственный доклад о состоянии зашиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2022 году. 2023. Доступно на: https://mchs.gov.ru/deyatelnost/itogi-deyatelnosti-mchs-rossii/2022-god.
5. Кобышева Н.В., Акентьева Е.М., Галюк Л.П. Климатические риски и адаптация к изменениям и изменчивости климата в технической сфере - Санкт-Петербург: «Издательство Кириллица», 2015. - 214 с.
6. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / под ред. В. М. Катцова; Росгидромет. - Санкт-Петербург: Наукоемкие технологии, 2022. - 676 с. Доступно на: http://cc.voeikovmgo.ru/images/dokumenty/2022/od3.pdf.
7. Кижнер Л.И., Нахтигалова Д.П. Влияние опасных метеорологических явлений на предприятия топливно-энергетического комплекса Томской области // Вопросы географии Сибири: сборник статей. Томск, 2009. № 27. С. 193-195. Доступно на: http://vital.lib.tsu.rU/vital/access/manager/Repository/vtls:000440613.
8. Макоско A.A. Климатические риски и экономический комплекс России в XXI веке // Проектирование будущего. Проблемы цифровой реальности: труды 4-й Международной конференции (4-5 февраля 2021 г., Москва). - М.: ИПМ им. М.В.Келдыша, 2021. - С. 64-72.
9. Анисимов O.A., Лавров C.B. Глобальное потепление и таяние вечной мерзлоты: оценка рисков для производственных объектов ТЭК // Технологии ТЭК. 2004. № 3. С. 78-83.
10. Порфирьев Б.Н., Елисеев Д.О., Колпаков А.Ю., Стрелецкий Д.А. Оценка и прогноз дополнительных затрат нефтедобывающих предприятий на снижение рисков от деградации многолетней мерзлоты//Проблемы прогнозирования. 2022. №6. С. 120-130. DOI: 10.47711/0868-6351-195-120-130.
11. Воронина С.А., Порфирьев Б.Н., Семикашев В.В., Терентьев Н.Е., Елисеев Д.О., Наумова Ю.В. Последствия изменений климата для экономического роста и развития отдельных секторов экономики российской Арктики // Арктика: экология и экономика. 2017. №4(28). С. 4-17. DOI: 10.25283/2223-4594-2017-4-4-17.
12. Порфирьев Б.Н., Елисеев Д.О., Стрелецкий Д.А. Экономическая оценка последствий деградации вечной мерзлоты под влиянием изменений климата для устойчивости дорожной инфраструктуры в российской Арктике // Вестник Российской Академии Наук. 2019. Том 89. № 12. С. 1228-1239. https://doi.org/10.31857/S0869-587389121228-1239.
13. Ebinger J., Vergara W. Climate impacts on energy systems : key issues for energy sector adaptation. Washington, D.C. : World Bank Group. 2011. 224 p. Доступно на: http://docu-ments.worldbank.org/curated/en/580481468331850839/Climate-impacts-on-energy-sys-tems-key-issues-for-energy-sector-adaptation.
14. Climate Adaptation in the Canadian Mining Sector. Mining Association of Canada. 2014. 31 pp. Доступно на: https://mining.ca/wp-contenl7uploads/dlm_uploads/2021/06/Climate_Adaptation_in_the_Canadian_Mimng_Sec tor_2014.pdf.
15. Mason L., Unger C., Lederwasch A., Razian H, Wynne L., Giurco D. Adapting to climate risks and extreme weather: a guide for mining and minerals industry professionals. National Climate Change Adaptation Research Facility, Gold Coast. 2013. 79 p.
16. Mullan M, Kingsmill N., Kramer A.M., Agrawala S., National Adaptation Planning: Lessons from OECD Countries. OECD Environment Working Papers 54. 2013. DOI: 10.1787/5k483jpfpsql-en.
17. Бобылев П.М., Дыган M.M. Адаптация к изменению климата: новый вызов развитию электроэнергетики России // Энергетическая полигика. 2020. № 3. С. 80-94.
18. Нефедова JI.B. Адаптация энергокомплекса к изменениям климата в Арктике // Энергетическая полигика. 2020. № 9. С. 92-103.
19. Тюсов Г.А., Акентьева Е.М., Павлова Т.В., Школьник И.М. Оценки возможного влияния будущих изменений климата России на функционирование объектов энергетики // Метеорология и гидрология. 2017. № 12. С. 47-57.
20. План адаптации к изменениям климата в сфере топливно-энергетического комплекса Российской Федерации. Утвержден Приказом Минэнерго России от 31 марта 2022 года № 280.
21. Катцов В.М., Порфирьев Б.Н. Адаптация России к изменению климата: концепция национального плана // Труды Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. 2017. № 586. С. 7-20.
22. Доклад о научно-методических основах для разработки стратегий адаптации к изменениям климата в Российской Федерации (в области компетенции Росгидромета). -Санкт-Петербург ; Саратов : Амирит, 2020. - 120 с.
23. Порфирьев Б.Н., Макарова Е.А. Экономическая оценка ущерба от природных бедствий и катастроф // Вестник Российской Академии Наук. 2014. Т. 84. № 12. С. 1059107.
24. Попов А.П., Милованов В.П., Жмулин В.В., Рябов В.А., Бережной М.А. К вопросу о типовых технических решениях по основаниям и фундаментам для криолигозоны // Инженерная геология. 2008. № 3. С. 22-38.
25. Имшенецкий В.В., Орлов Ю.Н. Технология СПГ - перспективный вариант освоения ресурсов газа п-ва Ямал. 2005. Доступно на: http://www.gasforum.ru/wp-content/uploads/2007/09/lng.pdf.
26. Доклад о климатических рисках на территории Российской Федерации. - Санкт-Петербург. 2017. - 106 с. Доступно на: https://meteoinfo.ru/images/media/books-docs/klim-riski-2017.pdf.
References
1. IPCC, 2022: Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA. doi: 10.1017/9781009157926.
2. Energy Security Doctrine of the Russian Federation. Approved by the decree of the President of the Russian Federation dated May 13, 2019, No. 216. Available at: https://minenergo.gov.ru/node/14766.
3. Roshydromet. Report on the Climate Features in the Territory of the Russian Federation for the Year 2022. - Moscow, 2023. - 104 p. ISBN 978-5-906099-58-7. Available at: http://downloads.igce.ru/re-
ports/Doklad_o_klimate_RF_2022_s_podpisiyu_compressed_with_cover.pdf.
4. EMERCOM of Russia. State Report on the Protection of the Population and Territories of the Russian Federation from Emergency Situations of Natural and Man-made Character in 2022. 2023. Available at: https://mchs.gov.ru/deyatelnost/itogi-deyatelnosti-mchs-ros-sii/2022-god.
5. Kobysheva N.V., Akentyeva E.M., Galyuk L.P. Climate Risks and Adaptation to Climate Change and Variability in the Technical Sphere - St. Petersburg: "Kirillitsa Publishing House", 2015.-214 p.
6. Third Assessment Report on Climate Change and its Consequences in the Territory of the Russian Federation / Ed. V. M. Kattsov; Roshydromet. - St. Petersburg: High-Tech, 2022. - 676 p. Available at: http://cc.voeikovmgo.ru/images/dokumenty/2022/od3.pdf.
7. Kizhner L.I., Nahtigalova D.P. The Impact of Hazardous Meteorological Phenomena on the Fuel and Energy Complex Enterprises in the Tomsk Region // Issues of Geography in Siberia: Collection of Articles. Tomsk, 2009. No. 27. Pp. 193-195. Available at: http://vi-tal.lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/vtls:000440613.
8. Makosko A.A. Climate Risks and the Economic Complex of Russia in the 21st Century // Designing the Future. Problems of Digital Reality: Proceedings of the 4th International Conference (February 4-5,2021, Moscow). - Moscow: Keldysh Institute of Applied Mathematics, 2021.-Pp. 64-72.
9. Anisimov O.A., Lavrov S. V. Global Warming and the Melting of Permafrost: Risk Assessment for Industrial Facilities of the Fuel and Energy Complex // Technologies of the Fuel and Energy Complex. 2004. No. 3. Pp. 78-83.
10. Porfiryev B.N., Eliseev D.O., Kolpakov A. Y., Streletskiy D.A. Assessment and Forecast of Additional Costs of Oil Extraction Enterprises for Reducing Risks from Permafrost Degradation//Problems of Forecasting. 2022. No. 6. Pp. 120-130. DOI: 10.47711/0868-6351195-120-130.
11. Voronina S.A., Porfiryev B.N., Semikashev V.V., Terentyev N.E., Eliseev D.O., Naumova Y. V. Consequences of Climate Change for Economic Growth and Development of Individual Sectors of the Russian Arctic Economy // Arctic: Ecology and Economy. 2017. No. 4(28). Pp. 4-17. DOI: 10.25283/2223-4594-2017-4-4-17.
12. Porfiryev B.N., Eliseev D.O., Streletskiy D.A. Economic Assessment of the Consequences of Permafrost Degradation Under the Influence of Climate Change for the Stability of Road Infrastructure in the Russian Arctic // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. 2019. Vol. 89. No. 12. Pp. 1228-1239. https://doi.org/10.31857/S0869-587389121228-1239.
13. Ebinger J., Vergara W. Climate impacts on energy systems: key issues for energy sector adaptation. Washington, D.C.: World Bank Group. 2011. 224 p. Available at: http://docu-ments.worldbank.org/curated/en/580481468331850839/Climate-impacts-on-energy-sys-tems-key-issues-for-energy-sector-adaptation.
14. Climate Adaptation in the Canadian Mining Sector. Mining Association of Canada. 2014. 31 pp. Available at: https://mining.ca/wp-content/uploads/dlm_uploads/2021/06/Cli-mate_Adaptation_in_the_Canadian_Mining_Sector_2014.pdf.
15. Mason L., Unger C., Lederwasch A., Razian H, Wynne L., Giurco D. Adapting to climate risks and extreme weather: a guide for mining and minerals industry professionals. National Climate Change Adaptation Research Facility, Gold Coast. 2013. 79 p.
16. Mullan M, Kingsmill N., Kramer A.M., Agrawala S., National Adaptation Planning: Lessons from OECD Countries. OECD Environment Working Papers 54. 2013. DOI: 10.1787/5k483jpfpsql-en.
17. Bobylev P.M., Dygan M.M. Adaptation to climate change: a new challenge for the development of electric power industry in Russia // Energeticheskaya Politika [Energy Policy], 2020. No. 3. Pp. 80-94.
18. Nefedova L. V. Adaptation of the energy complex to climate change in the Arctic // Energeticheskaya Politika [Energy Policy], 2020. No. 9. Pp. 92-103.
19. Tyusov G.A., Akentieva E.M., Pavlova T.V., Shkolnik I.M. Estimates of the potential impact of future climate changes in Russia on the functioning of energy facilities // Meteor-ologiya i Gidrologiya [Meteorology and Hydrology], 2017. No. 12. Pp. 47-57.
20. Plan for adaptation to climate change in the fuel and energy complex of the Russian Federation. Approved by Order of the Ministry of Energy of Russia dated March 31, 2022, No. 280.
21. Katzov V.M., Porfirev B.N. Russia's adaptation to climate change: concept of the national plan // Trudy Glavnoy Geofizicheskoy Observatorii Imeni A.I. Voeikova [Proceedings of the Main Geophysical Observatory Named After A.I. Voeikov], 2017. No. 586. Pp. 7-20.
22. Report on the scientific and methodological bases for developing strategies for adaptation to climate change in the Russian Federation (within the competence of Roshydromet). - St. Petersburg; Saratov: Amirit, 2020. - 120 p.
23. Porfirev B.N., Makarova E.A. Economic assessment of damage from natural disasters and catastrophes // Vestnik Rossiyskoy Akademii Nauk [Bulletin of the Russian Academy of Sciences], 2014. Vol. 84. No. 12. Pp. 1059-107.
24. Popov A.P., Milovanov V.I., Zhmulin V. V., Ryabov V.A., Berezhnoy M.A. On the issue of standard technical solutions for foundations and bases in the cryolithozone // Inzhenernaya Geologiya [Engineering Geology], 2008. No. 3. Pp. 22-38.
25. Imshenetsky V.V., Orlov Y.N. LNG Technology - a promising option for developing gas resources of the Yamal Peninsula. 2005. Available at: http://www.gasforum.ru/wp-con-tent/uploads/2007/09/lng.pdf.
26. Report on Climate Risks in the Territory of the Russian Federation. - St. Petersburg. 2017. - 106 p. Available at: https://meteoinfo.ru/images/media/books-docs/klim-riski-2017.pdf.
Systematization of Key Directions and Indicators for the Adaptation of the Russian Fuel and Energy Sector to the Consequences of Climate Change
Saenko Vladimir Vasilyevich [0000-0002-7004-7205]^ Kolpakov Andrey Yuiyevich [0000-0003-4812-4582]
Institute of Economic Forecasting of the Russian Academy of Sciences, 117418, Moscow, Nakhimovsky Prospect, 47
E-mail: vv saenko@mail.ru, kolpakov@ecfor.ru
Abstract. The article describes trends in climate change that have a significant impact on the functioning of Russia's Fuel and Energy Sector (FES). Information on the impact of climate change on FES facilities is then systematized, as well as on the vulnerability and possible adaptation measures for FES facilities to climate change. All adaptation measures are ranked according to the degree of risks they aim to mitigate. The degree of risks is qualitatively determined based on the analysis of climate change dynamics and associated hazardous meteorological events. All adaptation measures involve understandable engineering and organizational activities and can, therefore, be evolutionarily integrated into the regular management system of the fuel and energy sectors.
Keywords: FES, climate change, permafrost, hazardous phenomena, adaptation, energy security.
Acknowledgment: the article was prepared with the support of a grant in the form of subsidies from the federal budget for the implementation of scientific research and work within the framework of the implementation of the most important innovative project of state importance "Unified National System for Monitoring Climate-Active Substances" (an agreement on the provision of grants from the federal budget in the form of subsidies in in accordance with paragraph 4 of Article 78.1 of the Budget Code of the Russian Federation dated 03/01/2023 No. 13 9-15-2023 -003 between the Ministry of Economic Development of Russia and IEF RAS).
