Роль низкоуглеродных технологий в снижении энергоемкости промышленности: методический подход и прогнозная оценка

Abstract

Актуальность. Долгосрочная оценка спроса на энергию - это важная задача, стоящая перед исследователями на протяжении многих лет. Сложность такой оценки обусловлена ростом неопределенности и изменчивости факторов и тенденций, формирующих этот спрос. Актуальность исследования определяется переходом России к низкоуглеродной модели развития и декарбонизации энергоемких отраслей с целью повышения ресурсной и энергетической эффективности промышленного производства и уменьшения углеродного следа. Цель состоит в исследовании прогнозной динамики и структуры спроса на топливо и энергию под влиянием различных факторов: применения энергоэффективных технологий, низкоуглеродных технологий, сокращения материалоемкости, перехода на альтернативные источники энергии, электрификации промышленных процессов, повышения энергетической эффективности. Методы. Методический подход основан на принципах системного анализа, имитационном и межотраслевом моделировании. Для проведения прогнозного исследования предлагается использовать оригинальный комплекс моделей, адаптированный под поставленную задачу. Результаты и выводы. Приводится анализ долгосрочных направлений использования новых технологий в энергоемких отраслях промышленности. Представлена прогнозная оценка спроса на энергоресурсы в промышленности и экономике в целом на период до 2050 г. в условиях низкоуглеродной трансформации, учитывающая: 1) изменение структуры энергопотребления со снижением доли энергоемких сырьевых производств и ростом высокотехнологичных отраслей, 2) повышение использования вторичных отходов (металла, бумаги, картона, стекла и т. п.), 3) переход на наилучшие доступные технологии, 4) замещение используемых энергоносителей и сырья на безуглеродные и низкоуглеродные, 5) сокращение выбросов CO2 в два раза. Показана перспективная динамика снижения энергоемкости ВВП на фоне ведущих стран мира. Ожидается, что энергоемкость экономики России снизится к 2050 г. в 1,5 раза под влиянием ввода энергоэффективных и низкоуглеродных технологий, способствующих ее декарбонизации

Relevance. Long-term energy demand projection has been for years an essential task facing researchers. The complexity involved in making such projection is due to the ever-growing uncertainty and variability of the factors and trends shaping this demand. The present study is a relevant contribution to the literature because it addresses Russia transition to a low-carbon development model and decarbonization of energy-intensive industries that seeks to improve the resource and energy efficiency of industrial production and reduce the carbon footprint. Aim. To investigate the projected dynamics and makeup of fuel and energy demand subject various factors such as adoption of energy-efficient and low-carbon technology, reduction of material intensity, transition to alternative energy sources, electrification of industrial processes, and improvements in energy efficiency. Methods. The methodological approach is based on the principles of systems analysis, simulation modeling, and cross-sectoral modeling. We propose to use an original system of models tailored to the above problem so as to make the required projections. Results and discussion. The study reports our analysis of the longterm trends in the adoption of new technology in energy-intensive industries. We contribute a projection of demand for energy by the industrial sector and the economy as a whole. The projection assumes the ongoing low-carbon energy transition and its time frame covers the period to 2050. The projection takes into account: 1) changes in the makeup of energy consumption with a decrease in the share of energy-intensive industries of the primary sector and a growth of the share of high-tech industries, 2) increased use of secondary wastes (metal, paper, cardboard, glass, etc.), 3) transition to the best available technology, 4) replacement of currently used energy carriers and raw materials by zero-carbon and lowcarbon alternatives, 5) two-fold reduction in CO2 emissions. We outline the future dynamics of energy intensity reduction as compared to that of the leading countries of the world. The energy intensity of the Russian economy is expected to decrease by 1.5 times by 2050 as a result of the adoption of energy-efficient and low-carbon technology contributing to decarbonization of the economy