Impact of greenhouse gas emissions on the cost of the industrial plant construction project

Введение: В целях активизации международных усилий по достижению конечной цели Рамочной конвенции после 2020 года на Конференции Сторон Рамочной конвенции 12 декабря 2015 г. было принято Парижское соглашение по климату (далее - Парижское соглашение). Парижское соглашение устанавливает долгосрочную температурную цель, которая заключается в удержании прироста глобальной средней температуры намного ниже 2 градусов Цельсия сверх доиндустриальных уровней и приложении усилий в целях ограничения роста температуры до 1,5 градуса Цельсия, признавая, что это значительно сократит риски и воздействия изменения климата.

Стратегия определяет меры по обеспечению к 2030 году сокращения выбросов парниковых газов до 70 % относительно уровня 1990 года с учетом максимально возможной поглощающей способности лесов и иных экосистем и при условии устойчивого и сбалансированного социально-экономического развития Российской Федерации, а также определяет направления и меры развития с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года.

Приоритетом стратегии является выполнение задачи, поставленной в Послании Президента Российской Федерации Федеральному Собранию Российской Федерации от 21 апреля 2021 г. по сокращению в период с 2021 по 2050 год накопленного объема чистой эмиссии парниковых газов в Российской Федерации до более низких значений по сравнению с показателями Европейского союза, что будет способствовать удержанию прироста глобальной средней температуры значительно ниже 2 градусов Цельсия сверх доиндустриальных уровней и приложения усилий в целях ограничения роста температуры до 1,5 градусов Цельсия.

Также начиная с 2000 г. вопросы энергоэффективности и энергосбережения являются приоритетным направлением деятельности, и представляет собой комплекс программных мер, направленных на создание необходимых условий организационного, материального, финансового и другого характера для рационального использования и экономного расходования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).

В настоящее время актуальность сокращения выбросов парникового газа стоит на первом месте, решение задач по снижению выбросов и применение мероприятий/инструментов в части компенсации данных выбросов также выходит на первое место в связи с повышением температуры окружающей среде, что в конечном итоге негативно скажется на условиях жизни человека.

Существует ряд исследований о влияние выбросов парников газов на социальную стоимость, также в ряде научных публикаций следующих авторов: Авалиани С. [1, c. 3-6], Гераськин М. И. [2, с. 180-191], Амеланг С. [11], Клементино Э. [12, c. 379–397], Нордхаус В. [13, c. 1518–1523], Штерн Н. [14], Вагнер Г. [15] - описывается сложность экономического прогноза на длительный период и в целом ограниченной информацией о перспективах развития низкоуглеродных и высокоэффективных технологий. При этом в научных статьях отсутствует более детальное изучение и оценка стоимости выбросов парниковых газов в стоимости проектов, как в единичной стоимости, так и в сметной стоимости проекта на этапе оценки бюджета проекта.

Предметом исследования научной статьи являются основные направления в части устойчивого развития и энергоэффективности с учетом прогнозирования и уменьшения выбросов парникового газа на промышленных проектах с высоким выбросом парниковых газов.

Целью научной статьи является анализ выбросов парниковых газов на промышленных предприятиях, Изучение и проработка влияния стоимости выбросов парникового газа на стоимость промышленного проекта для дальнейшей проработки мероприятий по уменьшению данного состава с точки зрения устойчивого развития и энергоэффективности, Определение стоимости одной условной тонны СО₂ с учетом микро, мезо и макроэкономических показателей.

Для достижения поставленной цели основными задачами исследования являются:

- анализ основных макроэкономических показателей регионов, где расположены проекты с высоким выбросом СО₂, в том числе магистрального газопровода, газоперерабатывающего завода и газохимического комплекса;

- разработка математической модели для оценки выбросов диоксида углерода при сжигании топлива на основных технологических установках [8];

- выполнение статистического анализа выбросов диоксида углерода в зависимости от пропускной способности магистрального газопровода, газоперерабатывающего завода, газохимического комплекса и параметров окружающей среды [8];

- определение стоимости одной условной тонны СО₂ с учетом мирового тренда, мировых показателей и мировых аспектов проблематики по учету стоимости СО₂;

- оценка экономической эффективности учета в стоимости диоксида углерода в стоимости проектов: магистрального газопровода, газоперерабатывающего завода и газохимического комплекса.

При выполнении научной статьи применялись методы линейной алгебры, теоретические основы устойчивого развития предприятия, методы теории теплопроводности, методы статистического анализа, методы по оценки экономической эффективности инвестиционных проектов.

Научная новизна научной статьи включает в себя математическую модель выбросов диоксида углерода на магистральном газопроводе, газоперерабатывающем заводе и газохимическом комплексе. Данная математическая модель разработку и исследована впервые. Выполнен статистический анализ данных, выполнено нахождение зависимости выбросов диоксида углерода от пропускной способности магистрального газопровода. Также определен закон распределения и проверена правильность подобранного закона по критерию Колмогорова и критерию согласия Пирсона, которые более подробно отражены в научной статье «Обработка данных, математическая статистика. Расчет парниковых газов от энергетической деятельности предприятий» Мочалин Д.С., Ищенко М.М., [8, с. 32-40].

Практическая ценность работы. Разработанные математические модели позволят уточнить процентное содержание диоксида углерода на единицу выпускаемой продукции в совокупности на весь комплекс от транспортировки, переработки и заканчивая конечным комплексом, который производит конечную продукцию. Также при учете всех внешних параметров, возможно, оптимизировать работу всего комплекса, подобрать оптимизирующий режим работы с минимальным выбросом диоксида углерода при сохранении необходимой пропускной способности магистрального газопровода, газоперерабатывающего завода и газохимического комплекса с целью уменьшением процентной составляющей следа диоксида углерода в стоимости реализации проекта. Определить стоимость выбросов СО₂ с учетом реализуемых и планируемых к реализации проектов с высоким выбросом СО₂ для дальнейшего внедрения данной методики при реализации и учете в бюджете проекта стоимости выбросов СО₂. Обязательным выделение данной части затрат по определению стоимости СО₂ на стадии реализации проекта, на стадии введения в работу и на всем жизненном цикле проекта с высоким выбросом СО₂.

Гипотеза исследования следующая: оптимальное и эффективное управление стоимостью проектов с высоким выбросом парниковых газов с учетом внешних и внутренних вызовов в части глобального изменения климата.

Основная часть: В настоящее время в крупных отраслях промышленности Российской Федерации, в частности, в нефтегазовом и в нефтехимическом секторах, с учетом Стратегии Правительства РФ на первое место выходит стратегия социально-экономического развития проектов промышленного строительства предприятий и их последующей эксплуатации с низким уровнем выбросов парниковых газов. В целевом сценарии в качестве ключевой обозначена задача обеспечения конкурентоспособности и устойчивого экономического роста реализуемых промышленных проектов России в условиях глобального энергоперехода, что, в свою очередь, тесно связано с экологическим, социальным и корпоративным управление (англ. Environmental, Social, Governance, далее - ESG). ESG сегодня для инвесторов это три критерия, в соответствии с которыми принимается решение о возможном сотрудничестве с компанией или отказе от него. ESG — это набор стандартов деятельности компании, которые социально сознательные инвесторы используют для проверки потенциальных инвестиций, что само по себе сегодня говорит об острой необходимости установления наличия/отсутствия взаимосвязи выбросов парниковых газов и стоимости реализации проектов сооружений промышленных предприятий в сложившихся текущих условиях их работы и на перспективу.

1. Выбросы парникового газа

Для целей данной статьи в части установления взаимосвязи выбросов парниковых газов и стоимости реализации проектов сооружений промышленных предприятий принимаем выбросы парниковых газов как выбросы углекислого газа (далее – СО₂). Выбросы двуокиси углерода при стационарном сжигании топливного газа являются результатом высвобождения углерода из топлива в ходе его сгорания и зависят от содержания углерода в топливе. Содержание углерода в топливе является физико-химической характеристикой, присущей каждому конкретному виду топлива и не зависит от процесса или условий сжигания топлива.

Проведем исследование выбросов СО₂ на примере проектных данных крупных промышленных проектов России, а именно: магистральный газопровод «Сила Сибири» (далее – МГ), Амурский газоперекачивающий завод (далее – АГПЗ) и Амурский газохимический комбинат (далее – АГХК) на основании открытых источников указанной информации о количестве и виде сожженного за год ископаемого топлива (фактическом потреблении топлива за год).

Отметим, что для расчетов, выполненных в данной статье, могут применяться следующие физические единицы измерения массы или объема топлива: для твердого и жидкого топлива - тонны, для газообразного топлива - тысячи кубических метров.

Приведенные расходы топливного газа на рассматриваемом участке магистрального газопровода «Сила Сибири», АГПЗ, АГХК с применением необходимых расчетных коэффициентов представлены в таблице 1 [6, 7, 8].

Таблица 1 - Выбросы парникового газа (углекислого газа - СО₂) при сжигании топливного газа на 2021

Рисунок 1 – Объект исследования с данными по выбросу парниковых газов

Источник: разработано автором по экспериментальным данным

2. Оценка стоимости выбросов углекислого газа в мире

Выполним оценку стоимости выбросов углекислого газа и формирование стоимости углекислого газа. Выделим различные методы по оценке, включая прямые и косвенные.

Прямые методы основаны на измерении объемов выбросов в реальном времени с использованием специализированного оборудования. Косвенные методы используют статистические данные, экономические показатели и индикаторы для оценки выбросов на основе определенных параметров, таких как потребление топлива или объем производства.

Для оценки стоимости выбросов углекислого газа воспользуемся следующей формулой (1):

– стоимость тонны выброса СО₂.

Если рассматривать, как определяется стоимость одной тонны углекислого газа, то каждая страна определяет эту стоимость в зависимости от тренда в мировой экономике. Для того, чтобы стимулировать крупные нефтегазовые и нефтехимические компании наносить меньший вред окружающей среде, правительства устанавливают ограничения на уровень выбросов парниковых газов.

Введены определённые квоты – нормы допустимого выброса, в том числе и выброса углекислого газа. Так, одна углеродная единица равна одной тонне СО₂ – принимается за эквивалент.

В настоящее время активное развитие получают углеродные рынки – торговые системы, где существует возможность покупать и продавать углеродные единицы. Таки образом, государство создает экономические механизмы по сокращению выбросов парниковых газов. Вводимые инструменты в экономике, а именно рынки по СО₂, позволяют компаниям постепенно переходить на зеленую энергетику, на экологически чистые технологии.

Вышеуказанные рынок СО₂ – регулируемый рынок, чтобы государства могли решать проблему изменения климата и окружающей среды, а также регулировать и уменьшать выбросы парниковых газов.

В мире существует два способа, как регулировать рынок СО₂:

- углеродный налог;

- углеродные квоты.

Углеродный налог – налог, который компания платит государству за выбросы СО₂. Существует определённый порог, при переходе которого компания начинает платить углеродный налог. Компания может платить налог или может покупать квоты за превышения выбросов СО₂.

В 2021 году зафиксирован рост объемов торгов мировых рынков на выбросы СО₂ на 164% или в денежном эквиваленте 760 млрд. евро, по сравнению с 2020 годом. В 28 странах Европы действует Система торговли квотами на выбросы Европейского союза (EU ETS) с 2005 года и на 2023 год является крупным углеродным рынком в мире [16].

В Европейском Союзе также используются налоги на выбросы CO₂. В Швеции, например, для компаний действуют два варианта: налоги для малых предприятий и квоты для крупных. Цена квот на углеродном рынке ЕС составляет 85 евро за тонну. Это близко к самому низкому уровню за 2023 год из-за опасения снижения спроса, вызванного слабым производственным сектором Еврозоны. Данные о ценах квот на выбросы углекислого газа взяты из системы торговли квотами Европейского Союза (далее – ЕС СТК) (рисунок 3). Эта система является крупнейшим в мире рынком для ограничения выбросов парниковых газов и торговли ими. Сначала квоты на выбросы распределяются в соответствии с директивами ЕС о максимальном количестве парниковых газов. Затем они выставляются на аукцион и продаются на торгах [17]. Схемы торговли выбросами парниковых газов (далее – СТВПГ) - это совместные усилия штатов Коннектикут, Делавэр, Мэн, Мэриленд, Массачусетс, Нью-Гэмпшир, Нью-Джерси, Нью-Йорк, Род-Айленд, первая обязательная рыночная программа по сокращению выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах.

Рисунок 2 - Динамика цен в отдельных СТК с 2018 по 2023 гг.

Источник [17]. СТК – система торговли квотами

Рисунок 3 - Цены и охват в рамках ETSs и налогов на выбросы углерода. Источник [17].

По полученным данным можно сделать вывод, что в Швеции стоимость СО₂ обходится порядка 100 долларов. В Казахстане система торговли выбросами распространяется только на СО₂ и половина выбросов углекислого газа находятся вне квот, а часть квот государство распределяет бесплатно.

3.Оценка стоимости выбросов углекислого газа в России

Проведем анализ рынка по выбросам СО₂ в России.

Из открытых источников получена информация, что данный рынок только зарождается, известно о пилотном проекте на Сахалине, где планируется достичь нейтрального углеродного следа в регионе к 2025 году. Также планируется выработать рабочую систему торговли выбросами СО₂. Данный опыт планируется распространить во всех регионах России.

В сентябре 2022 году в России состоялась пилотная сделка по купле-продаже углеродных единиц. Покупателем на Национальной товарной бирже стала «СовТех Волго-Вятка». Стоимость одной углеродной единицы составила одна тысяча рублей.

Также в правительстве Российской Федерации на согласовании находятся несколько постановлений. Они включают положения, которые утверждают методику определения размеров квот на выбросы, а также правила измерения эмиссии парниковых газов и взимания платы за превышения. Планируется, что компании будут формировать углеродные отчеты с информацией о выбросах до первой половины июля. И в первой половине декабря размер допустимых квот на следующий год будет утверждаться в зависимости от выручки, объема инвестиций и особенностей применяемых технологий.

Хотя система квот и штрафов пока не полностью реализована, она может стать стимулом для компаний и настоящих/будущих проектов для достижения углеродной нейтральности к 2060 году. Закон о национальной торговле выбросами был принят в 2021 году, и теперь требуются дополнительные регулирующие постановления.

В соответствии с межведомственными решениями правительства, предполагается, что ставка за превышение квот на выбросы парниковых газов может составить 1 тыс. рублей за тонну CO₂ - эквивалента с 2024 года и далее с увеличением данного тарифа в соответствии с данными по росту ВВП и влияния данного налога на развитие проектов в будущем. Расчет ставки планируется производить, исходя или из специального коэффициента, связанного с индексом потребительских цен, или из фиксированных значений: на 2025 год – 2 тыс. рублей за тонну СО₂ - эквивалента, на 2026 год – 3 тыс. рублей, на 2027 – 5 тыс. рублей и на 2028 – 10 тыс. рублей.

При этом отсутствует информация о внедрении стоимости выбросов СО₂ в проектах с большим выбросом СО₂.

4. Оценка стоимости выбросов углекислого газа в проектах более 10 млрд. долларов

Оценим стоимость СО₂ на примере трех проектов с высоким выбросом СО₂ (таблица 2). В расчетах примем, что стоимость тонны СО₂ будет варьироваться от 10 до 100 с шагом 10 долларов, что на сегодня примерно эквивалентно стоимости в рублях от 1000 рублей до 10 000 рублей с шагом 1000 рублей. Проведем расчет на жизненном цикле 20 лет и 50 лет. Воспользуемся при расчетах формулой 1.

Таблица 2 – Стоимость выбросов СО₂, стоимость проектов и процентное соотношение выбросов СО₂ в данных проектах

Полученные данные в таблице 2 сведем в график зависимости от стоимости одной тонны СО₂ при условии изменения стоимости от 10 до 100 долларов с шагом 10 долларов.

Рисунок 4 – Процентное соотношение стоимости проекта в зависимости от стоимости 1 тонны СО₂

Источник: разработано автором по экспериментальным данным

АГПЗ – Амурский газоперерабатывающий завод

АГХК – Амурский газохимический комплекс

МГ – Магистральный газопровод «Сила Сибири»

Получаем, что процент стоимости выбросов СО₂ в каждом проекте варьируется от 0,04 до 0,814 процентов. При этом, при жизненном цикле проекта на уровне 20 лет получаем процентный диапазон от 0,8 до 16, при реализации проекта на уровне 50 лет – от 2 до 40 процентов, где комфортная стоимость – 10 долларов, а при 100 долларах и процент стоимости около 40% - критично для бюджета проекта и будущей его окупаемости. Сказанное говорит о том, что уже сейчас необходимо закладывать в бюджеты проектов на стадии их реализации указанные затраты, чтобы в будущем оставаться конкурентоспособным на мировых рынках, где все больше внимание обращается на зеленую составляющую и уменьшение выбросов СО₂ в окружающую среду.

Заключение

Анализ мировых рынков и рынка России по стоимости одной углеродной единицы показывает, что вопрос актуален, оценка стоимости зависит от решения государства, нет четких правил и границ в отношении того, какая именно стоимость выбросов СО₂ эффективна и достаточна для решения проблем по изменению климата.

Выполнен анализ стоимости выбросов СО₂ на примере действующих и реализуемых проектах с шагом 10 долларов при стоимости выбросов СО₂ от 10 до 100 долларов, получено процентное соотношение от стоимости проекта, оценен процент стоимости выбросов СО₂ в зависимости от жизненного цикла проекта.

Приведенные в данной статье положения отправляют нас к необходимости проведения детальной оценки рынка СО₂ и его составляющих по объему и стоимости для определения цены одной углеродной единицы с позиции драйвера развития реализации крупных промышленных проектов с высоким уровнем выбросов СО₂, экономики и зеленых технологий. Также авторами планируется провести научные изыскания в части более детального изучения и оценки стоимости выбросов парниковых газов в стоимости проектов, как в единичной стоимости, так и в сметной стоимости проекта на этапе оценки бюджета проекта, на этапе реализации и на этапе жизненного цикла. Планируется выработать и апробировать методологию стоимости выбросов парников газов в стоимости крупных промышленных проектов, сфокусировать внимание компаний на необходимости включения вышеуказанных метрик в стоимость будущих проектов.