Секторные экономические инструменты и варианты обязательств по ограничению выбросов парниковых газов (стр. 2 )

3.1 Производство цемента

Данная отрасль входит в тройку наиболее энергоемких в абсолютном выражении секторов мировой экономики. В процессе производства от 20 до 40% всех издержек составляют энергозатраты. Мировое производство цемента выросло с 600 млн. т в 1970 г. до 2550 млн. т в 2006 г., при этом большая часть роста пришлась на развивающиеся страны, особенно Китай. В 2006 г. в развитых странах было произведено 30% мирового выпуска цементной продукции, а в развивающихся 70%. Суммарный выброс СО2 в отрасли превышает 2 млрд. т СО2 или около 7% от всех выбросов СО2 мировой экономики (или 4,3% от всех антропогенных выбросов парниковых газов с учетом сведения лесов и потерь почвенного углерода).

Чаще всего используемый тип цемента – портландцемент, содержащий 95% цементного клинкера и 5% гипса. Изготовление клинкера происходит путем нагревания известняка до температур, превышающих 950ºС. Больше всего энергии тратится в виде топлива для производства цементного клинкера и электроэнергии, идущей на измельчение известняка и других сырьевых материалов.

Процесс изготовления клинкера сопровождается эмиссией CO2 при прокаливании известняка. Эти промышленные выбросы CO2 не имеют отношения к энергопотреблению и составляют от половины до двух третей всего объема выбросов CO2 при производстве цемента. Их можно снизить, только снижая долю клинкера в цементе. Оставшаяся часть зависит от технологии производства клинкера, что может давать почти двукратную экономию энергии.

Таким образом, говоря о главном объеме выбросов, надо рассмотреть ситуацию с цементными добавками. В качестве добавок применяются поццолана (вулканический туф), зола или гранулированный шлак доменных печей. Портландцемент с добавкой летучей золы содержит 75% клинкера, а смесовый цемент на базе доменного шлака только 35% клинкера. Есть и синтетические цементы без клинкера. Серьезной альтернативой клинкеру для портландцемента являются негашеная известь и поццолановые смеси. Они широко применяются в Германии и Италии. По имеющимся оценкам в США около 5% клинкера можно заменить добавками.

Однако получаемый в результате бетон чувствителен к воде, а поэтому не может использоваться во всех случаях. Кроме того, наличие шлаковых отходов ограничено, а поццолана может добываться только в определенных местах. Только континентальная Европа (без Великобритании) сейчас активно использует смесовые цементы, а основная доля производства находится в развивающихся странах. Внедрение технологий смесовых цементов в ряде мест уже сейчас коммерчески выгодно, но затраты сильно зависят от доступности альтернативного сырья. В российском контексте также надо учесть, что при транспортировке цементного сырья (добавок) на длинные расстояния может быть дополнительно потрачено большое количество энергии, что увеличит стоимость относительно недорогой продукции.

Есть и еще один фактор снижающий выбросы - производство менее качественного цемента с меньшей долей клинкера. По данным Всемирного бизнес совета по устойчивому развитию страны СНГ отличаются именно такой особенностью[2]. В результате, несмотря на отсталые и не энергоэффективные технологии производства клинкера, по общему выбросу СО2 на единицу продукции страны СНГ одни из лучших.

В странах СНГ общий удельный выброс 0,81 т СО2/т цемента. В Японии данный показатель лучше всех – 0,72 т СО2/т, но там преимущество достигнуто за счет новых технологий производства клинкера. В Китае - 0,9 т СО2/т, Индии - 0,93 т СО2/т, США – 0,98 т СО2/т. В Западной Европе – 0,83 т СО2/т, где в основном используются современные энергоэффективные технологии.

В производстве клинкера имеется 4 вида технологий, отличающихся способами измельчения сырья, обжига и сушки. Наиболее современный «сухой» способ с предварительным обжигом в барабанных печах требует примерно 3 ГДж на тонну клинкера, менее совершенные «полусухие» методы используют более 4 ГДж/т. Устаревший «мокрый» способ забирает более 6 ГДж/т, а еще более старые шахтные сушильные печи требуют примерно 5 ГДж/т. В России основное производство «мокрое» и только 12% клинкера производится по современной «сухой» технологии[3].

Страна	Доля в мировом производстве, проценты, 2006 г.	Технологии производства клинкера, в процентах от национального производства
«Сухой» способ, ~3 ГДж/т	«Полусухой» способ, >3 ГДж/т	«Мокрый» способ, >6 ГДж/т	Старые шахтные печи, ~5 ГДж/т
Китай	47,1	50	0	3	47
Индия	6,1	50	9	25	16
США	3,9	82	0	18	0
Япония	2,7	100	0	0	0
Ю. Корея	2,2	93	0	7	0
Россия	2,1	12	3	78	7
Испания	2,1	92	4,5	3,5	0
Мексика	1,6	67	9	23	1

По энергоэффективности производства клинкера Россия намного хуже других стран. Потенциал энергосбережения на тонну продукции составляет 0,39 тСО2/т цемента, что в 2 раза выше, чем в мире в целом. Следующие вслед за Россией Канада, США, Китай, Корея и Бразилия имеют потенциалы равные 0,25 – 0,19 тСО2/т. Япония может сэкономить только 0,06 тСО2/т, а развитые европейские страны 0,09 тСО2/т.

Хотя Россия занимает шестое место по производству цемента (данные 2006 г.), но это лишь 2,1%, а в целом в отрасли доминирует Китай, на долю которого приходится 47,1% мирового производства. На втором месте Индия с 6%, затем США с 4% мирового производства. Этот факт неизбежно сделает отраслевые обязательства по снижению выбросов СО2 «китайскими». С одной стороны, это хорошо, так как вовлечет эту страну в реальные обязательства по снижению выбросов. С другой стороны, Китай будет доминировать в отраслевой системе торговли, что чревато непредсказуемыми воздействиями на рынок.

Казалось бы у стран СНГ есть явное преимущество по общему удельному выбросу СО2, но это, прежде всего, результат значительной доли низкосортной продукции, а не современных технологий, поэтому, вероятно, на данный факт полагаться нельзя.

Вероятно, единственным выигрышным для России и стран СНГ вариантом отраслевых обязательств может быть «динамический» подход, основанный на процентном снижении выбросов от имеющегося уровня, то есть «разыгрывание» нашего уникального потенциала энергосбережения при производстве клинкера. Вероятно, такой вариант может быть приемлем и для Китая и США, но встретит возражения Японии и стран ЕС.

3.2 Черная металлургия

Данная отрасль занимает в мире второе место среди наиболее энергоемких секторов промышленного производства. Черная металлургия в 2005 г. потребила 23 ЭДж (порядка 800 млн. т у. т. или около 80% всего потребления энергии в России). Она уступает лишь химии и нефтехимии (34 ЭДж), но намного опережает идущее третьим производство цемента (9 ЭДж). Четыре главных производителя: Китай, Япония, США и Россия дают 57% всего производства стали, составляющего около 1250 млн. т/г.

Процесс производства стали состоит из многих этапов, начиная от добычи и обогащения руды, подготовки сырья (агломерации и производства окатышей), производства кокса, чугуна и затем собственно стали. Из железной руды в доменных печах выплавляется передельный чугун, идущий в переработку (передел) на сталь. Так производится 60% стали. Около 5% приходится на современный метод прямого получения железа непосредственно из рудных материалов, минуя стадию выплавки чугуна в доменных печах (Direct Reduced Iron – DRI или железо прямого восстановления). Остальные 35% производится из металлолома. Использование металлолома способно оказать значительное влияние на потребление энергии и выбросы СО2. За последние 30 лет его использование в абсолютном выражении возросло в 1,5 раза (как и производство стали в целом), но в процентном выражении несколько понизилось.

В контексте обсуждения секторных обязательств, вероятно, имеет смысл, прежде всего, рассмотреть конечный этап - технологии производства стали. В большинстве случаев на семинарах и при неформальном обсуждении объектами обязательств называют именно металлургические комбинаты, что «отодвигает» подготовку сырья и производство кокса на второй план. При этом различия в производстве чугуна – доменной выплавке, как правило, гораздо меньше, чем различия на этапе производства стали.

В сталеплавильных печах с подачей кислорода (кислородных конверторах) выплавляется более 65% (2006 г.), в электродуговых печах 32% и в мартеновских печах около 2,5% стали. Однако последняя, наиболее отсталая технология широко распространена на Украине и в России.

Страна	Доля в мировом производстве, проценты, 2006 г.	Технологии производства стали, в процентах от национального производства
Кислородный конвертер, (обычно из руды, 13-14 ГДж/т)	Электродуговая плавка, (при исп. металлолома, 4-6 ГДж/т)	Мартеновские печи, > 20 ГДж/т
Китай	34,0	87	13	0
Япония	9,3	74	26	0
США	7,9	43,1	56,9	0
Россия	5,7	61,6	18,4	20
Ю. Корея	3,9	54,3	45,7	0
Германия	3,8	68,9	31,1	0
Индия	3,5	47,3	50,5	2,3
Украина	3,3	56,4	9,8	33,8
Италия	2,5	37,4	62,6	0
Бразилия	2,5	73,9	24,4	0

Наилучшие результаты дает электродуговая плавка из металлолома или же из железа прямого восстановления. Результат по энергоэффективности может быть в 3 раза лучше, чем при наиболее распространенном использовании кислородных конверторов и чугуна из рудного сырья. Таким образом, при производстве стали важна не только технология, но и доступность сырья, в частности металлолома, а также руды пригодной для получения недорогого железа прямого восстановления.