Повышение энергоэффективности в транспортном секторе

И. А. Башмаков, исполнительный директор Центра по эффективному использованию энергии (ЦЭНЭФ)

По приросту потребления энергии в 2000–2007 годах транспорт занимает второе место после промышленности. Потребление энергии в транспортном секторе выросло в 2000–2007 годах на 43 % до 195 млн т. у. т. (рис. 1), что составило 31,5 % конечного потребления энергии. Основные причины быстрого роста – увеличение потребления жидкого топлива на личном автомобильном транспорте. В структуре грузооборота доля железнодорожного транспорта в 2000–2007 годах повысилась (с 38 до 43 %) на фоне снижения доли трубопроводного (с 53 до 50 %). Доля экономичных морского и внутреннего водного транспорта также снизилась (с 5,4 до 3,1 %).

Рисунок 1. Потребление энергии в транспортном секторе России

В структуре пассажирооборота транспорта резко выросла доля личных автомобилей, что привело к существенному снижению энергетической эффективности пассажирских перевозок. Если в 2000–2007 годах пассажирооборот сократился в целом на 6 %, то число автомобилей в личном пользовании граждан увеличилось на 45 % (рис. 2). По оценкам ЦЭНЭФ, потребление энергии парком легковых автомобилей выросло за этот же период на 43 %.

Рисунок 2. Характеристика парка легковых автомобилей и обеспеченности ими населения

В структуре общественного транспорта в 2000–2007 годах доля экономичного железнодорожного транспорта выросла с 33,8 до 37,3 %, электрического городского транспорта снизилась с 20,3 до 13,1 %. Уменьшение доли энергоемкого автобусного транспорта с 34,8 до 25,4 % нивелировалось за счет роста доли энергоемкого воздушного с 10,9 до 23,9 %.

Удельные расходы энергии при транспортировке нефти по трубопроводам в 2000–2007 годах выросли на 55 %; при транспортировке нефтепродуктов по трубопроводам – удвоились; при транспортировке газа по трубопроводам – снизились на 5 %.

Удельный расход на электротягу поездов железных дорог МПС повысился на 3 %, а на эксплуатационные нужды железных дорог МПС (без электротяги) – на 33 %. Затраты на потребление энергоресурсов только ОАО «РЖД» превышают 100 млрд руб. Удельный расход электротяги поездов метро вырос на 2 %; трамваев – на 154 %; троллейбусов – на 47 % главным образом по причине снижения загруженности парка.

Эффективность использования энергии на автомобильном транспорте оценивалась в расчете на одно транспортное средство. В 2000–2007 годах удельный расход сократился на 1,9 % за счет изменения структуры парка в пользу легковых автомобилей и частичной замены старых автомобилей на новые, более эффективные.

Потенциал повышения энергоэффективности

Россия может сократить энергопотребление на транспорте на 55 млн т. у. т., что составляет 28 % всего потребления энергии транспортом в 2005 году. Существуют даже оценки потенциала в размере 38 %. В табл. 1 показан технический потенциал энергосбережения по видам транспорта и топлива. Большая часть этого потенциала является экономически и финансово эффективной: 36,2 млн тнэ и 32 млн тнэ соответственно.

Российский грузовой транспорт сравнительно эффективен. Относительно небольшое повышение энергоэффективности может быть достигнуто благодаря структурной перестройке его работы. Топливо составляет большую часть (около 40 %) перевозимых грузов по железной дороге и по трубопроводам.

Потребление топлива российскими грузовиками «Камаз», как правило, составляет 38 л/100 км, что выше, чем у зарубежных аналогов (например, у Caterpillar). По оценкам, энергоемкость нового личного легкового автотранспорта в России составляет 10 л/100 км (рис. 3); легких грузовиков – 29–33 л/100 км; автобусов – 41–55 л/100 км. Более высокие значения для легковых автомобилей определяются тем, что некоторую часть импорта автомобилей в России составляют менее эффективные подержанные автомобили и новые автомобили с большим объемом двигателя.

Рисунок 3. Сравнение удельных показателей потребления топлива новыми автомобилями, работающими на бензине, 2006 год

При этом потребление топлива автомобилями с гибридным электроприводом или малолитражками типа «Смарт» составляет только 5,5 л/100 км. По данным МЭА, энергоемкость современных машин на бензине и дизельном топливе при эффективном сжигании топлива и системе изменения фаз газораспределения составляет соответственно 5,4–9,7 и 4,2–7,5 л/100 км¹. Дополнительные издержки инвестирования в автомобили с гибридным электроприводом экономически целесообразны при условии среднегодового пробега 12 тыс. км (экономия составляет 660 л по сравнению с тем же пробегом российского автомобиля) и при среднем сроке эксплуатации машины 10 лет. Приблизительно 40 % технического потенциала являются финансово эффективными.

Большая часть мероприятий, необходимых для повышения энергоэффективности на железнодорожном транспорте, может быть реализована без дополнительных капитальных затрат. Замена и модернизация подвижного состава и прочего оборудования необходима для продолжения эксплуатации железнодорожного хозяйства. Все изготавливаемые современные железнодорожные транспортные средства более эффективны, чем те, что в настоящее время находятся в эксплуатации в России, и поэтому для повышения энергоэффективности не потребуется новых инвестиций для разработки инновационных технологий и оборудования. Необходимо заменить около 7 тыс. пассажирских вагонов и грузовых электровозов и 2 800 тепловозов. Повышение эффективности станет следствием этой замены, не требуя дополнительных капиталовложений. Прочие мероприятия, которые в конечном счете будут служить повышению энергоэффективности и производительности, включают: установку 4 тыс. информационно-технологических систем управления, замену дизельных двигателей для 1 300 тепловозов, замену топливных систем для 800 двигателей и установку топливных расходомеров².

Существует значительный технический потенциал повышения энергоэффективности трубопроводного транспорта нефти, газа и нефтепродуктов. На перекачку газа компрессорными станциями на российские предприятия, для бытовых нужд и на экспорт уходит более 9 % российского внутреннего потребления газа. Потребление газа на газопроводах может быть снижено приблизительно на 43 % (14,95 млн м³)³. Большая часть инвестиций, необходимых для снижения потерь на газопроводах, является экономически и финансово эффективными.

Мероприятия по снижению потерь включают:

• установку систем улавливания утечек газа при неработающих компрессорах;
• установку пневматического оборудования с низкими выбросами газа (для насосных установок непрерывного и периодического действия);
• совершенствование энергетических обследований и технического обслуживания клапанов и поверхностей трубопроводов;
• применение поршневых компрессоров и установку на них уплотнителей;
• установку сухого уплотнения на ротационные компрессоры;
• установку сепараторов на резервуары попутного газа и замену оборудования компрессорных станций.

По оценкам Агентства США по охране окружающей среды, основанным на американской практике, подобные меры могут снизить утечки газа на 50 % (http://www.epa.gov/methane/pdfs/macc_analysis.pdf).

Экономии энергии на трубопроводах сырой нефти и нефтепродуктов можно достичь путем установки более современных насосов и повышения качества внутренней поверхности трубопроводов. По мнению главных энергетиков предприятий отрасли, значительная доля роста транспортных потерь объясняется увеличением скорости перекачки нефти и нефтепродуктов по перегруженным трубопроводам.

Целевые индикаторы повышения энергоэффективности

Для достижения национальной цели по повышению энергоэффективности энергоемкость транспортного сектора должна быть значительно снижена.

Система целевых индикаторов повышения эффективности в транспортном секторе может выглядеть, как это показано в табл. 2.

Со временем система может стать более развитой, что будет напрямую зависеть от возможностей статистики. Дополнительными индикаторами могут стать:

• удельный расход энергии на единицу добавленной стоимости на транспорте;
• индекс энергоэффективности транспорта, в том числе по его видам;
• индикаторы среднего удельного расхода автомобиля;
• удельный вес автомобилей по объемам двигателей;
• потребление топлива на пассажира по видам транспорта.

Основные энергосберегающие мероприятия и механизмы их реализации

Самая малопроработанная тема в сфере повышения энергоэффективности в России – повышение энергоэффективности на автомобильном транспорте.

Мировой банк, Международная финансовая корпорация и ЦЭНЭФ дают следующие рекомендации по повышению энергоэффективности на транспорте⁴:

Совершенствование информационной базы и качества сбора данных

Успех любой политики зависит от надежности информации, на базе которой она разрабатывается, т. е. от совершенствования систем сбора и анализа данных в транспортном секторе. На федеральном, региональном и местном уровнях необходимо применять систему индикаторов устойчивого развития транспортного сектора для оценки прогресса в городском планировании, организации дорожного движения и работы транспорта.

Повышение экономичности новых транспортных средств

В программе ОАО «РЖД» до 2030 года за счет внедрения электровозов нового поколения (ЭТ2ЭМ, ЭД9Э) и перехода на более эффективные дизели (Д49, 21-260Г01), создания газотурбовоза, внедрения адаптивных двигателей планируется снизить удельный расход электроэнергии на тягу электропоездов с 116 до 108 кВт•ч/т•км брутто и существенно уменьшить удельные расходы дизельного топлива.

Применение интегрированного подхода к планированию работы транспорта

Данный подход включает компоненту городского планирования, оптимальную интеграцию жилых, деловых, коммерческих и культурных зон, адекватность развития общественного транспорта. Многим европейским странам удалось достичь следующих показателей: более 30 % всех поездок на автомобилях имеют протяженность менее 3 км, а 50 % поездок – менее 5 км.

Повышение качества обслуживания на общественном транспорте и возможность смены видов транспорта в ходе одной поездки (например, личного и общественного)

Международный опыт показывает, что чем больше дорог, тем сильнее движение и тем со временем больше (а не меньше) пробок на дорогах. Необходимо использовать возможности улучшения стыковок между основными маршрутами общественного транспорта и использования различных видов транспорта в одной поездке.

В Москве в 2005 году насчитывалось около 3,5 млн автомобилей. По некоторым оценкам, каждый из них проводит в пробках в среднем 40–45 ч/мес. Если автомобиль потребляет 1 л топлива за час работы двигателя в холостом режиме, московские автовладельцы теряют в год 16–18 тыс. человеко-лет и около 2 млрд долл. США.

Введение налога на использование личного автотранспорта

В России существует налог на автотранспорт, но его необходимо повысить и сделать прогрессивным в зависимости от мощности двигателя, чтобы таким образом стимулировать покупателей к приобретению менее мощных моделей.

В некоторых странах существует специальный налог на приобретение автомобилей, который стимулирует покупателей к приобретению более эффективных и экологически чистых машин. Самые высокие налоги на приобретение автомобилей существуют в Сингапуре, Дании, Финляндии и Норвегии. В Дании и Норвегии, кроме того, существует высокий налог на автовладельцев в размере 300–450 евро в год.

Ежегодные налоги на автовладельцев дополняют налоги на приобретение автомобилей; в большинстве стран их ставки зависят от потребления топлива автомобилями и часто включают аспекты экологичности и энергоэффективности. Данный инструмент широко применяется в странах Европейского союза. Налог на топливо, возможно, является лучшим решением, т. к. он увязан с платежами за использование автомобиля, а не за владение им.

Вознаграждение водителей, выбирающих более эффективные транспортные средства

Правительству следует продумать способы прямого поощрения энергоэффективных привычек. Москва подает пример мышления в этом направлении, предложив, чтобы покупатели малолитражек и автомобилей с гибридным двигателем освобождались от уплаты транспортного налога и получали право бесплатных парковок. Аналогичные стимулы применяются во многих городах США. Например, в г. Сан-Хосе (Калифорния) владельцы автомобилей с гибридным электродвигателем и транспортных средств с нулевыми выбросами имеют право бесплатных парковок в центре города. В штате Калифорния автомобили с гибридным двигателем могут использовать дорожную полосу, выделенную для транспортных средств с большим количеством пассажиров, независимо от их фактического количества.

Ужесточение стандартов эффективности использования топлива и стандартов эмиссии

Россия может еще более повысить энергоэффективность в транспортном секторе путем введения более жестких стандартов эффективности использования топлива и стандартов эмиссии для отечественных и импортных автомобилей. Необходимо способствовать вытеснению неэффективного автотранспорта и замене его на новый, более эффективный автопарк. Этот процесс фактически идет по мере того, как население производит замену своих старых неэффективных отечественных автомобилей на более эффективные импортные модели.

Внедрение маркировки топливной эффективности для новых автомобилей

В дополнение к разработке стандартов может быть введена обязательная маркировка новых автомобилей. Она должна включать обязательные данные и о потреблении топлива, и выбросах СО₂. В некоторых странах маркировка даже включает систему рейтинга по показателю энергоэффективности и дополнительные данные, такие как уровень шума, стандарты эмиссии, налоги и прочую техническую информацию. Маркировка автомобилей широко применяется в Европейском союзе и Австралии. Директива Европейского союза (1999/94/EC) требует, чтобы производители и дистрибьюторы давали информацию о топливной экономичности новых легковых автомобилей и их уровнях выбросов СО₂ в демонстрационных залах. Опыт европейских стран показывает, что маркировка и повышение осведомленности потребителей может способствовать снижению расхода топлива на 4–5 %.

Поощрение изменения стереотипов поведения

Более высокая информированность, налоговая политика и финансовые стимулы могут способствовать изменению поведения потребителей, но если Россия хочет догнать некоторых из своих европейских соседей по уровню энергоэффективности, ей необходимо изменить потребительские ценности и предпочтения.

Предпочтение больших роскошных автомобилей во многих странах обусловлено восприятием личной автомашины в качестве символа статуса. Правительство может содействовать изменению поведенческих стереотипов, заставляющих людей покупать большие, мощные и роскошные машины. Оно может инициировать сдвиг общественных ценностей, например, подчеркивая, что города существуют и проектируются для людей, а не для машин. Этого можно добиться путем повышения уровня знаний людей о том, что растущее количество личных автомобилей или увеличивающееся загрязнение воздуха наносит ущерб их здоровью и качеству жизни, или вовлечением местной общественности и групп по интересам в процесс изменения поведения. Потребительские предпочтения можно изменить – в странах Европы и в США есть примеры того, как небольшие и более эффективные автомобили приобрели статусное значение среди определенных групп потребителей.

Внедрение схем утилизации старых автомобилей: ускорение обновления автопарка через предоставление фискальных стимулов для утилизации старых автомобилей

Опыт других стран показывает, что в большинстве случаев положительное воздействие на окружающую среду от вывода из эксплуатации старого автотранспорта превышает объем дополнительного потребления энергии на производство и утилизацию автомобилей. Автовладельцы могут получать поощрение за фактическую утилизацию машины независимо от последующего решения о ее замене или бонусы за замену (в зависимости от вида замены). Выгоды от введения схем утилизации в России могут быть незначительными, поскольку доходы населения все еще остаются сравнительно низкими, и предпочтение отдается старым подержанным машинам по сравнению с новыми и более эффективными просто вследствие их более низкой цены.

Итак, несмотря на то, что транспорт – это обширная категория, включающая воздушные и морские суда, железнодорожные составы и т. п., более 70 % спроса на энергоносители приходится на долю легкового и грузового автотранспорта, используемого для личных и промышленных целей. В России для автомобильного сегмента, обладающего огромным энергетическим потенциалом, менее всего изучены пути повышения энергоэффективности.

Необходимо активнее внедрять перечисленные выше мероприятия, способствующие снижению энергоемкости транспортного сектора в целом и достижению национальной цели по повышению энергоэффективности экономики.

¹ Перспективы энергетических технологий [Текст], 2006. – с. 297, 309.

² Оценка на основе статьи А. В. Котельникова «Энергетическая стратегия железных дорог России» [Текст] // ЖДМ. – 2005 – № 2.

³ Оценки Газпрома технически возможных мероприятий по энергосбережению более консервативны. Газпром оценивает технический потенциал повышения энергоэффективности в 10 млрд м³, из которых потенциал снижения утечек в магистральных газотранспортных сетях составляет 2,6 млрд м³, потенциал снижения утечек в газопроводах-отводах – 1,08 млрд м³, а в распределительных сетях– 3,68 млрд м³.

⁴ Энергоэффективность в России: скрытый резерв [Текст]: доклад / Мировой Банк, Международная финансовая корпорация и ЦЭНЭФ, 2008.