Энергосбережение и углеродный след зданий

В. Л. Грановский, канд. техн. наук, технический директор ООО «Данфосс»

Россия, являясь участницей Парижского соглашения, приняла 2 июля 2021 года Федеральный закон № 296-ФЗ «О выбросах парниковых газов» (далее – Закон № 296-ФЗ), который создает правовые предпосылки для развития в стране климатической повестки, внедрения климатических проектов и энергосберегающих технологий во всех сегментах экономики.

Основными мероприятиями для достижения поставленных целей являются:

• сокращение выбросов за счет повышения энергоэффективности технологических процессов, оборудования и изделий во всех сферах экономики;

• повышение поглощающей способности экосистемы, в основном за счет сохранения и развития лесного хозяйства.

Многоквартирные жилые дома – объекты для климатических проектов

Значительный потенциал сокращения выбросов парниковых газов содержится в сегменте конечного потребления тепловой энергии, в частности в многоквартирных жилых домах (далее – МКД). Особенно это относится к зданиям, построенным во второй половине прошлого столетия, составляющим основную долю существующего жилого фонда. Конструкция систем внутреннего теплоснабжения и отопления этих зданий (далее – системы ВТиО) и их оснащение не соответствуют современным требованиям и целевым показателям по энергоэффективности. В результате именно эти здания являются основными косвенными эмитентами парниковых газов, и именно они должны стать объектами так называемых климатических проектов, то есть проектов, направленных на выполнение комплекса мероприятий, обеспечивающих сокращение (предотвращение) выбросов парниковых газов. Указанный комплекс мероприятий полностью соответствует мероприятиям по энергоэффективности в системах ВТиО МКД, требования по выполнению которых прописаны в действующем законодательстве.

Рыночный механизм обращения углеродных единиц

Однако только законодательные, административные меры недостаточны. Нужна экономическая мотивация, заинтересованность бизнеса в реализации климатических проектов. В этой ситуации для мотивации бизнеса было бы целесообразно использовать рыночные механизмы обращения так называемых углеродных единиц – верифицированного результата реализации климатического проекта, выраженного в массе парниковых газов, эквивалентной 1 тонне СО₂ (Закон № 296-ФЗ).

В приложении к рассматриваемым нами задачам в несколько упрощенном виде рыночный механизм обращения углеродных единиц мог бы работать следующим образом.

Государство устанавливает так называемые бенчмаркеры объектов строительства – эталонные значения эмиссии СО₂ на единицу площади здания. Все «свободные» углеродные единицы в пределах бенчмаркеров, то есть разница между значением бенчмаркеров и реальным, верифицированным углеродным следом построенного или отремонтированного здания, являются для застройщика товаром, который он может реализовывать на углеродном рынке. Покупателем углеродных единиц могут быть, например, компании, которые исчерпали свои технологические возможности по снижению выбросов, но их уровень все еще превышает установленный уровень бенчмаркеров.

В России рынка торговли углеродными единицами и квотами пока нет. Законом № 296-ФЗ предусмотрено создание реестра углеродных единиц – информационной системы, в которой регистрируются климатические проекты и ведется учет углеродных единиц и операции с ними.

Это пока не рынок. Механизмы обращения и торговли углеродными единицами еще не отработаны.

В этой связи актуальность приобретает разработка методов оценки потенциала российского углеродного рынка в сегменте МКД существующего жилого фонда и расчета объема эмиссии углеродных единиц.

Энергосбережение как средство снижения углеродного следа МКД

Мероприятия по энергоэффективности в системах ВТиО обеспечивают снижение потребления тепловой энергии в МКД в диапазоне 20–40 % в зависимости от внешних и внутренних условий эксплуатации здания. Принимаем ориентировочно, что на эту же долю снижается и объем сжигаемого топлива, идущего на теплоснабжение МКД.

1. Если системы ВТиО МКД не оснащены энергосберегающим оборудованием, косвенная эмиссия здания, возникающая при сжигании топлива на его теплоснабжение (углеродный след здания), вычисляется по формуле (1) (здесь и далее см. Формулы).

2. В случае оснащения систем ВТиО МКД энергосберегающим оборудованием потребляется меньше тепла на его теплоснабжение, следовательно, меньше сжигается топлива. Углеродный след здания вычисляется при этом по формуле (2). В результате величина снижения углеродного следа при применении мероприятий по энергосбережению в указанных системах МКД рассчитывается по формуле (3).

Условия расчета и значения исходных величин представлены в таблице. С учетом данных таблицы:

• значение коэффициента эмиссии К_э определяется по формуле К_э = К_т • К_СО2 / Кп, т СО₂/Гкал;

• количество тепла, потребляемого всеми МКД существующего жилого фонда, определяется по формуле Q_потр = q_потр • S, Гкал/год.

Тогда формулу (1) можно записать в виде формулы (4), а формулу (3) – в виде формулы (5). Выполнив расчеты, получим, что:

• косвенная суммарная эмиссия всех зданий существующего жилого фонда (углеродный след зданий), не оснащенных энергосберегающим оборудованием, составляет УС ≈ 155 млн УЕ/год;

• суммарная величина снижения годового количества выбросов СО₂ в результате применения в системах ВТиО МКД мероприятий по энергоэффективности составляет ∑УС ≈ 53 млн УЕ/год.

Финансовый эффект от снижения выбросов СО₂

Оценим стоимость рассчитанного объема углеродных единиц, который может быть получен при применении мероприятий по энергосбережению в системах ВТиО МКД, то есть потенциального бизнес-актива исполнителей климатических проектов.

Средняя цена углеродной единицы (1 т СО₂) в 2020 году на разных мировых площадках составляла от 20 до 50 евро. В России пока стоимость углеродной единицы не сформировалась, поэтому для расчетов принимаем минимальную из приведенного диапазона стоимость в размере СУЕ = 20 евро/т СО2, или, исходя из курса 1 евро ≈ 90 руб., С_УЕ = 1 800 руб./т СО₂.

Тогда суммарная стоимость ∑СУЕ снижения годового количества выбросов СО₂ рассчитывается по формуле (6) и составляет 95,4 млрд руб./год. Это как раз и есть те «карбоновые деньги» , которые при внедрении мероприятий по энергоэффективности в системы ВТиО МКД и функционировании углеродного рынка могут ежегодно зарабатываться при реализации климатических проектов и вновь направляться на инвестиции в мероприятия по энергоэффективности.

Общий объем инвестиций, необходимых для реализаций этих мероприятий во всех МКД существующего жилого фонда, составляет 2,7 трлн руб. (см. формулу (7)).

Простое сравнение требуемого объема инвестиций в мероприятия по повышению энергоэффективности в системах ВТиО МКД (формула (7)) с возможным количеством «карбоновых денег» (95,4 млрд руб./год), которое потенциально можно заработать на углеродном рынке при продаже углеродных единиц при их стоимости порядка 20 евро/УЕ, показывает, что ежегодно можно покрывать около 3,5 % от общего требуемого объема инвестиций. То есть потребуется порядка 30 лет для реализации мероприятий по энергоэффективности в системах ВТиО всего количества МКД существующего жилого фонда при сохранении объема снижения выбросов и стоимости углеродных единиц.

Вполне приемлемые сроки для столь масштабного проекта, которые станут постепенно сокращаться по мере его реализации, поскольку будет сокращаться общий объем эмиссии, а цена углеродной единицы начнет возрастать.

Выводы  1. Суммарная эмиссия всех зданий существующего жилого фонда, не оснащенных энергосберегающим оборудованием (155 млн УЕ/год), на 3 порядка (!) превышает установленные Законом № 296-ФЗ целевые показатели (бенчмаркеры) (150 тыс. УЕ/год) для организаций, чья хозяйственная деятельность сопровождается выбросами парниковых газов.

2. Снижение суммарной эмиссии зданий (их углеродного следа) существующего жилого фонда при применении мероприятий по энергосбережению (53 млн УЕ/год) позволяет практически на четверть уменьшить нагрузку на экосистему России, которая по минимальным оценкам составляет порядка 200 млн УЕ/год.

3. Требуемый объем инвестиций в мероприятия по энергосбережению в системы ВТиО МКД и суммарная стоимость углеродных единиц, полученных в результате снижения годового количества выбросов СО₂, обеспечит в течение 30 лет модернизацию систем ВТиО всех МКД существующего жилого фонда.

Энергоэффективность – эквивалент увеличения поглощающей способности экосистемы

Как было отмечено, повышение поглощающей способности экосистемы также является одним из основных мероприятий по предотвращению глобального повышения температуры атмосферного воздуха. В мировой практике и частично в России существуют самостоятельные климатические инвестиционные проекты по массовой высадке деревьев – важнейшего элемента экосистемы. В этой связи эффективность технологических мероприятий по снижению выбросов парниковых газов принято оценивать в том числе через эквивалентное количество посаженных деревьев. Ориентировочным эквивалентом поглощающей способности деревьев для расчета эффекта таких климатических проектов является соотношение: 1 УЕ  ≈ 12 деревьев.

В этой связи актуально оценить:

• во-первых, какому количеству вновь посаженных деревьев эквивалентен эффект от сокращения выбросов СО2 при применении мероприятий по энергосбережению в системах ВТиО МКД;

• во-вторых, какой объем инвестиций потребуется для посадки такого количества деревьев.

Количество вновь посаженных деревьев (К_дер), эквивалентное эффекту от мероприятий по энергосбережению, с учетом суммарной величины снижения годового количества выбросов СО2 от применения в системах ВТиО МКД мероприятий по энергоэффективности (∑УС ≈ 53 млн УЕ/год) составит 636 млн дер./год (см. формулу (8)).

Площадь, требуемая для посадки S_пос необходимого количества деревьев, составит 16 тыс. км²/год (см. формулу (9)). Значит, для поглощения выбросов СО₂ в объеме ~53 млн УЕ/год нужно ежегодно высаживать деревья на площади, равной, в частности, половине площади Курской области (~30 тыс. км²).

Ежегодный объем инвестиций в посадку рассчитанного количества деревьев (формула (8)) составит 636 млрд руб./год (см. формулу (10)).

Сравнение требуемых объемов инвестиций в посадку деревьев – 636 млрд. руб./год  (12) с возможным количеством «карбоновых денег», полученных при продаже углеродных единиц – 95,4 млрд. руб./год (12), которые можно потенциально заработать на углеродном рынке при их стоимости 1800 руб./УЕ, показывает, что ежегодно можно покрывать порядка 15 % инвестиций и  срок их окупаемости составит порядка 7 лет.

Простое сравнение показывает, что срок окупаемости инвестиций в посадку деревьев, при принятых в расчете данных, значительно меньше срока окупаемости в мероприятия по энергоэффективности в системы ВТиО МКД. Однако следует учитывать, что эффект поглощения парниковых газов после посадки саженцев наступает только через 6–8 лет.

Кроме того, для реализации климатического проекта по посадке деревьев необходимы дополнительные, не учтенные в данном расчете затраты на подготовку и освоение огромных территории для посадки и на последующий уход, содержание и защиту деревьев от пожаров и вредителей.

Еще одним сложным вопросом в данном климатическом проекте является проблема точной верификации поглощенного деревьями количества углеродных единиц для их регистрации и выведения на углеродный рынок.

В то же время эффект от снижения выбросов СО₂ при использовании мероприятий по энергосбережению в системах ВТиО МКД наступает уже на следующий год после их реализации. Верификация эффекта при наличии приборов учета тепла объективна и не вызывает сложностей.

Кроме того, синергетическим эффектом при использовании мероприятий по энергосбережению в системах ВТиО МКД является снижение коммунальных платежей жителей за тепло, улучшение устойчивости работы данных систем и повышение комфортности проживания.

Выводы. 1. Инвестировать по возможности следует в оба типа климатических проектов: и в посадку деревьев, и в энергоэффективность, что даст как увеличение поглощающей способности экосистемы, так и снижение выбросов СО₂.

2. Объемы инвестиций в каждый из проектов при равном эффекте по снижению/поглощению СО₂ с учетом указанных выше особенностей каждого из них можно условно принять равными.

3. Наличие социально значимого эффекта при реализации проекта по энергоэффективности (повышение комфортности проживания жителей и снижение коммунальных платежей за тепло) делает климатический проект по повышению энергоэффективности в системах ВТиО МКД более предпочтительным.

Заключение

1. Мероприятия по энергоэффективности в системах внутреннего теплоснабжения и отопления МКД не только обеспечивают значительный экологический эффект – снижение огромного объема выбросов парниковых газов, сопоставимого с 25 % потенциала поглощающей способности экосистемы страны, но также обеспечивают важнейший социально-экономический эффект для жителей МКД, а именно снижение объемов закупки тепла, уменьшение коммунальных платежей для жителей, стабильность работы систем отопления и поддержание комфортных параметров воздуха в помещениях.

2. Здания существующего жилого фонда являются крупнейшими в стране косвенными рассредоточенными эмитентами парниковых газов, совокупный углеродный след которых на 3 порядка превышает установленные Законом № 296-ФЗ целевые показатели. Для сокращения выбросов СО₂ от МКД необходимо трансформировать действующую в стране программу капитального ремонта жилья, как наиболее подготовленную организационно и структурно, в климатический проект, введя в него мероприятия по энергоэффективности, соответствующие требованиям действующего законодательства в области энергосбережения. Практика проведения энергоэффективного ремонта существовала и существует в ряде крупных городов России с привлечением как средств жителей, так и средств из бюджетов территорий.

3. Для привлечения инвестиций со стороны бизнеса к участию в такого рода климатических проектах необходимо сформировать углеродный рынок реализации и приобретения углеродных единиц, полученных в результате применения в системах ВТиО МКД мероприятий по энергоэффективности. Это обеспечит приток внебюджетных инвестиций в программы капитального ремонта зданий существующего жилого фонда и в другие специализированные климатические программы.

Литература

1. Башмаков И. А. Повышение энергоэффективности в системах теплоснабжения. Часть II. Потенциал и мероприятия энергосбережения в системах теплоснабжения. // Энергосбережение. 2010. № 3.

2. Государственный доклад «О состоянии энергосбережения и повышении энергоэффективности в Российской Федерации».

3. Данные статистики: https://ruxpert.ru