Описание и оценка технологий, практики, вариантов, потенциалов смягчения последствий и затрат на смягчение последствий

Транспорт отличается от других энергопотребляющих секторов своей преобладающей зависимостью от одного ископаемого ресурса и невозможностью улавливания выбросов углерода на средствах транспорта никакими известными технологиями. Важно также рассматривать сокращение выбросов ПГ в связи с проблемами загрязнения воздуха, дорожных пробок и энергобезопасности (импорта нефти). Поэтому решения должны пытаться оптимизировать смягчение проблем транспорта в целом, а не только проблем выбросов ПГ [5.5.4].

Со времени Третьего доклада об оценках (ТДО) достигнуты значительные успехи в технологиях смягчения последствий, и по всему миру начаты масштабные программы научных исследований, разработок и демонстрации в области транспортных средств на водородных топливных батареях. Кроме того, продолжает оставаться множество возможностей совершенствования традиционных технологий. Биотоплива продолжают занимать важное место на определенных рынках и обладают гораздо большим потенциалом на будущее. Что касается выбросов других газов, кроме CO₂, то разработаны автомобильные системы кондиционирования воздуха на основе хладагентов с низким ПГП [5.3].

Дорожное движение: эффективные технологии и альтернативные виды топлива

Со времени ТДО энергоэффективность дорожных транспортных средств повысилась благодаря успеху на рынке экологически более чистых дизельных двигателей с прямым впрыском и турбонаддувом (ТПВ), а также вследствие продолжающегося проникновения на рынок многих технологий с повышенной эффективностью; свою роль сыграли и гибридные двигатели, хотя степень их проникновения на рынок в настоящее время мала. Ожидаются дальнейшие технические усовершенствования в гибридных двигателях и дизельных двигателях с ТПВ. Сочетание этих усовершенствований с другими технологиями, включая замену материалов, снижение аэродинамического сопротивления, уменьшение сопротивления качению, уменьшение трения в двигателе и сокращение насосных потерь, может к 2030 году приблизительно удвоить топливную экономичность «новых» легких транспортных средств, благодаря чему выбросы углерода на 1 милю пробега сократились бы приблизительно наполовину (отметим, что это относится только к новым автомобилям, а не является средним значением по парку) (средняя степень согласия, средний объем доказательств) [5.3.1].

Биотоплива обладают потенциалом замены значительной части – но не всего – потребления нефти транспортом. В одном из последних докладов МЭА отмечено, что доля биотоплив может к 2030 году возрасти приблизительно до 10% при цене 25 долларов за тонну CO₂-экв, что включает незначительный вклад биотоплив, полученных из целлюлозной биомассы. Этот потенциал сильно зависит от эффективности производства, разработки передовых технологий, например, переработки целлюлозы энзиматическими процессами или путем газификации и синтеза, затрат и конкуренции с другими направлениями землепользования. В настоящее время стоимость и производительность этанола с точки зрения предотвращения выбросов CO₂ неблагоприятны, за исключением варианта производства из сахарного тростника в странах с низким уровнем заработной платы (рис. TS.16) (средняя степень согласия, средний объем доказательств) [5.3.1].

Рис. TS.16. Сравнение текущих и будущих затрат на производство биотоплива в сравнении с заводскими ценами (ФОБ) на бензин и дизельное топливо в диапазоне цен на сырую нефть [Figure 5.9].

Примечание: цены даны без учета налогов

Экономический и рыночный потенциал водородных транспортных средств остается неопределенным. Электрические транспортные средства с высоким кпд (более 90%), но с малой дальностью пробега и малым временем работы от батарей имеют ограниченную степень проникновения на рынок. Для обоих вариантов выбросы определяются производством водорода и электроэнергии. Если производить водород из угля или газа с УХУ (сейчас это самый дешевый способ) либо из биомассы, солнечной, атомной или ветровой энерии, то сопутствующие выбросы углерода можно было бы почти устранить. Потребовались бы дальнейшие технические усовершенствования в топливных элементах, хранении водорода, производстве водорода или электроэнергии с низким или нулевым уровнем выбросов углерода и батареях и (или) соответствующее снижение затрат (высокая степень согласия, средний объем доказательств) [5.3.1].

Совокупный потенциал смягчения, которым обладают энергоэффективные меры, применяемые к легким транспортным средствам, в 2030 году составил бы около 0,7–0,8 Гт СO₂-экв при ценах ниже 100 долларов за тонну CO2. Данных для того, чтобы получить аналогичную оценку для тяжелых транспортных средств, недостаточно. Использование нынешних и новейших видов биотоплива, как упоминалось выше, дало бы в 2030 году дополнительный потенциал смягчения в сумме 600-1500 Мт CO₂-экв при ценах ниже 25 долларов за тонну CO₂ (низкая степень согласия, ограниченный объем доказательств) [5.4.2].

Критическая угроза для потенциала будущего сокращения выбросов CO₂ от использования топливосберегающих технологий состоит в том, что с их помощью можно увеличить мощность и габариты автомобилей, но не улучшить общую топливную экономичность и не снизить выбросы углерода. Предпочтение рынком мощности и габаритов поглотило большую часть потенциала уменьшения последствий выбросов ПГ, достигнутого за последние два десятилетия. Если эта тенденция сохранится, это значительно уменьшит потенциал уменьшения последствий выбросов ПГ, которым обладают вышеописанные передовые технологии (высокая степень согласия, много доказательств) [5.2; 5.3].

Воздушный транспорт

Топливную экономичность гражданской авиации можно повысить самыми разными средствами, включая технологию, эксплуатацию и управление воздушным движением. Технологические усовершенствования могут обеспечить к 2015 году повышение топливной экономичности на 20% по сравнению с уровнем 1997 года, а к 2050 году возможно повышение на 40-50%. Поскольку объем перевозок в гражданской авиации продолжает расти приблизительно на 5% ежегодно, такие усовершенствования вряд ли смогут воспрепятствовать росту выбросов углерода от воздушных перевозок в глобальном масштабе. Внедрение биотоплива могло бы смягчить некоторые последствия выбросов углерода в авиации, однако на данный момент ни о стоимости такого топлива, ни об объеме выбросов в процессе их производства ничего определенного сказать нельзя (средняя степень согласия, средний объем доказательств) [5.3.3].

Воздушные перевозки можно оптимизировать на предмет энергопотребления (с минимальными выбросами CO₂) путем сокращения до минимума времени руления, полетов на оптимальных крейсерских высотах, полетов по ортодромических маршрутам с минимальным расстоянием, сокращения до минимума удерживания и накопления вокруг аэропортов. Потенциал сокращения выбросов ПГ таких стратегий оценивается в 6-12%. В последнее время исследователи начали заниматься вопросом потенциала минимизации общего воздействия воздушных перевозок на климат, включая воздействие на озоновый слой, конденсационные следы и выбросы оксидов азота. Потенциал смягчения последствий в авиации на 2030 год составляет 280 Мт CO₂/год при затратах менее 100 долларов на тонну CO₂ (средняя степень согласия, средний объем доказательств) [5.4.2].

Морской транспорт

После ТДО в одной из оценок Международной морской организации (ММО) было обнаружено, что сочетание технических могло бы сократить выбросы углерода на 4-20% на старых кораблях и на 5-30% на новых кораблях путем применения современных знаний, в частности, в области проектирования и технического обслуживания корпуса и винта. Учитывая, однако, длительный срок службы двигателей, пройдут десятилетия, прежде чем эти меры будут реализованы в значительном масштабе на действующих кораблях. Краткосрочный потенциал оперативных мер, включая планирование маршрутов и снижение скорости, составляет от 1 до 40%. По данным исследования, максимальное сокращение выбросов от эксплуатации мирового флота составит к 2010 году около 18%, а к 2020 году, когда должны быть реализованы все меры, – около 28%. Эти данные не позволяют оценить абсолютный потенциал смягчения последствий, и, как ожидается, этот потенциал не будет достаточным для компенсации роста объема морских перевозок за этот же период (средняя степень согласия, средний объем доказательств) [5.3.4].

Железнодорожный транспорт

Главные возможности смягчения последствий выбросов ПГ, связанных с железнодорожным транспортом, состоят в улучшении аэродинамики, уменьшении веса составов, внедрении рекуперативного торможения, внедрении бортового аккумулирования энергии и, конечно, сокращении выбросов ПГ от выработки электроэнергии. Оценок совокупного потенциала смягчения и затрат на смягчение нет [5.3.2].

Смена видов транспорта и общественный транспорт

Создание систем общественного транспорта и сопутствующей инфраструктуры, а также содействие развитию немеханизированного транспорта может способствовать сокращению выбросов ПГ. При этом, однако, местные условия определяют, какое количество транспорта может быть переведено на менее энергоемкие виды. Кроме того, потенциал смягчения зависит от показателей заполненности и источников первичной энергии видов транспорта [5.3.1].

На энергетические потребности городского транспорта сильно влияет плотность и пространственная структура застройки, а также расположение, объем и характер транспортной инфраструктуры. Для расширения общественного транспорта все больше используются автобусы большой вместимости, трамвайные транзитные сети, метро, пригородные железные дороги. Для скоростных автобусных сетей характерны относительно низкие капитальные и эксплуатационные затраты, но не ясно, можно ли их внедрить в развивающихся странах с таким же успехом, как это сделано в Южной Америке. Если бы доля автобусов в пассажирском транспорте возросла на 5-10%, то выбросы CO₂ снизились бы на 4-9% при затратах порядка 60–70 долларов на тонну CO₂ [5.3.1].

Более чем 30% поездок автомобилей в Европе совершаются на расстояние менее 3 км, а 50% - менее 5 км. Хотя эти цифры для других континентов могут быть разными, существует потенциал смягчения последствий путем перехода с автомобилей на немеханизированный транспорт (пеший и велосипедный) или посредством предотвращения роста количества автомобильного транспорта за счет немеханизированного. Потенциал смягчения последствий сильно зависит от местных условий, однако есть существенные сопутствующие выгоды в плане качества воздуха, уменьшения пробок и повышения безопасности движения (высокая степень согласия, много доказательств) [5.3.1].

Совокупный потенциал смягчения последствий в транспортном секторе

Общий потенциал смягчения последствий выбросов CO₂ и затраты на это смягчение можно оценить лишь частично, поскольку нет данных по тяжелым транспортным средствам, железнодорожному транспорту, морскому транспорту, а также по содействию смене видов транспорта и развитию общественного транспорта. Совокупный экономический потенциал повышения эффективности легких транспортных средств и самолетов, а также замены традиционного ископаемого топлива биотопливом составляет, по оценкам, около 1600-2550 Мт CO₂ при цене углерода до 100 долларов за тонну CO₂-экв. Это – недооценка потенциала смягчения в транспортном секторе (высокая степень согласия, средний объем доказательств) [5.4.2].