Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Кудрявцева С.С. 1 Халиулин Р.А. 1 Какаджанов В.М. 1

---

1 ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Актуальность статьи обусловлена тем, что проблематика достижения углеродной нейтральности в настоящее время остается одной из ключевых тем для дискуссии в мировом и российском научном сообществе, а также в сфере предпринимательства, находясь под пристальным вниманием органов государственной власти на всех уровнях управления. Цель статьи состоит в изучении трендов углеродного следа в промышленных секторах экономики исходя из соотношения объемов образованных и утилизированных отходов производства, что имеет большое значение при анализе процессов ресурсосбережения при переходе к экономике замкнутого цикла. Показано, что в промышленном комплексе наблюдается устойчивая тенденция роста выбросов парниковых газов, наибольшую долю из которых занимают выбросы, связанные с отходами промышленности. Выявлено, что увеличивается разрыв между объемами образованных и ликвидированных отходов производства, что затрудняет переход к экономике замкнутого цикла и достижение углеродной нейтральности. По результатам кластерного анализа установлено, что наибольшие объемы образованных и ликвидированных отходов характерны для добычи угля и металлических руд, наименьшие – для производства пищевой продукции, бумаги, мебели и др., однако для последних видов промышленного производства характерно многократное превышение количества образованных отходов производства по сравнению с объемами ликвидированных отходов в отличие от добывающего сектора, что указывает на низкую устойчивость данных секторов в вопросах достижения углеродной нейтральности при переходе к экономике замкнутого цикла. Результаты и выводы, полученные в ходе исследования, могут быть в дальнейшем расширены, углублены и сведены в единую методику оценки углеродной нейтральности секторов промышленности при переходе к экономике замкнутого цикла.

Статья в формате PDF

321 KB

углеродный след

углеродная нейтральность

экономика замкнутого цикла

промышленность

выбросы парниковых газов

образование и ликвидация отходов производства

1. Харитонова Н.А., Харитонова Е.Н., Пуляева В.Н. Углеродный след России: реалии и перспективы экономического развития // Экономика промышленности. 2021. Т. 14. № 1. С. 50–62.

2. Свищева Е.Г., Белгородский В.С., Генералова А.В., Седляров О.И. Предпосылки устойчивого эколого-экономического развития легкой промышленности России // Дизайн и технологии. 2016. № 54 (96). С. 92–98.

3. Невская А.А., Баронина Ю.А. Трансграничное углеродное регулирование: новый контекст отношений России и ЕС // Современная Европа. 2021. № 6 (106). С. 63–74.

4. Жаворонкова Н.Г., Агафонов В.Б. Роль национального климатического закона в обеспечении «энергетического перехода» // Актуальные проблемы российского права. 2022. Т. 17. № 2 (135). С. 151–162.

5. Shinkevich A.I., Barsegyan N.V., Dyrdonova A.N., Fomin N.Yu. Кey directions of automation of petro-chemical production // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Т. 1515. С. 022016.

6. Кудрявцева С.С. Экономический рост и интеллектуальный капитал: институциональные аспекты взаимосвязи // Вестник Казанского технологического университета. 2012. Т. 15. № 6. С. 222–226.

7. Кудрявцева С.С., Халиулин Р.А. Экологические инновации в промышленности: территориальные особенности применения // Современные наукоемкие технологии. 2021. № 9. С. 74–80.

8. Росстат [Электронный ресурс]. URL: https://rosstat.gov.ru (дата обращения: 15.05.2022)

Проблематика достижения углеродной нейтральности в настоящее время остается одной из ключевых тем для дискуссии в мировом и российском научном сообществе, а также в сфере предпринимательства, находясь под пристальным вниманием органов государственной власти на всех уровнях управления. Углеродный след, вопросы его оценки, анализа требуют разработки единых подходов и методик как на уровне отдельных промышленных предприятий, так и на уровне отраслей и промышленных комплексов. Вопросы углеродного следа имеют различные аспекты изучения, например, с позиции перспектив экономического развития [1], достижения устойчивого эколого-экономического развития [2], трансграничного регулирования углеродных выбросов [3], проблемы энергетического перехода [4] и т.п. Экономика замкнутого цикла, ее принципы, инструменты и технологии также являются объектами анализа многочисленных исследований, в частности индикаторы эффективности ресурсосберегающих систем производства [5], интеллектуализация экономического роста в новых макроэкономических реалиях [6], экологические инновации в промышленности [7] и т.п. Однако в настоящее время назревает острая потребность в систематизации научных подходов к оценке углеродного следа отдельных предприятий и отраслей промышленности при переходе к экономике замкнутого цикла, актуальность и востребованность которой нарастает ежегодно.

Цель статьи состоит в изучении трендов углеродного следа в промышленных секторах экономики исходя из соотношения объемов образованных и утилизированных отходов производства, что имеет большое значение при анализе процессов ресурсосбережения при переходе к экономике замкнутого цикла. Цель статьи позволила сформировать следующие задачи исследования:

– проанализировать динамику выбросов парниковых газов, связанных с отходами производства;

– провести в динамике анализ соотношения объемов образования и утилизации отходов производства;

– кластеризовать промышленные виды экономической деятельности по объему образования и утилизации отходов производства в соотношении с объемами отгруженной продукции.

Материалы и методы исследования

При изучении трендов углеродного следа в промышленных секторах экономики исходя из соотношения объемов образованных и утилизированных отходов производства, применялись следующие методы исследования. Метод описания позволил проанализировать динамику выбросов парниковых газов, связанных с отходами производства. Метод сопоставления дал возможность сравнить объемы образования и утилизации отходов производства в динамике. Метод Data Mining применен для разделения промышленных секторов экономики на кластеры в зависимости от величины углеродного следа, представленного через соотношение объема образования и утилизации отходов производства с объемами отгруженной продукции. В основе метода Data Mining использован кластерный анализ на базе ЕМ-алгоритма. Для оценки достоверности кластеризации применен дисперсионный анализ и теория вероятности. Метод описательной статистики позволил проанализировать средние, максимальные, минимальные значения, дисперсии и стандартное отклонение внутри динамических рядов по рассматриваемым индикаторам, а также между кластерами.

Объектами исследования послужили промышленные виды экономической деятельности и их подотрасли: добыча полезных ископаемых, обрабатывающие производства, энергетика и водоснабжение.

Информационной базой исследования послужили данные официальной статистики, опубликованные на сайте Росстата [8]. Агрегация показателей проводилась за период 2010–2020 гг. Инструментом анализа применен прикладной пакет Statistica 12.0.

Результаты исследования и их обсуждение

В вопросах управления отходами, перехода к рециклингу ресурсов производства следует указать на тот факт, что захоронение твердых отходов имеет наиболее высокое влияние на выбросы парниковых газов в атмосферу, на их долю в 2020 г. приходилось 72,8 % от общих выбросов парниковых газов, связанных с отходами, далее располагались выбросы, связанные с очисткой жидких отходов и стоков – 27,2 %. К сожалению, отмечается устойчивая тенденция роста выбросов парниковых газов, связанных с отходами, которые увеличились с 69,45 млн т СО2-эквивалента в 2010 г. до 100,15 млн т СО2-эквивалента в 2020 г., прирост составил 44,2 % (рис. 1). Судя по уравнению регрессии для данного показателя можно заключить, что ежегодно прирост выбросов парниковых газов, связанных с отходами, составлял 2,75 млн т СО2-эквивалента.

Негативным фактом является также то, что объемы образованных отходов производства превышают объемы их утилизации и обезвреживания. По итогам 2020 г. соотношение между ними составило 2 раза (рис. 2).

В вопросах управления углеродным следом в экономике замкнутого цикла принципиально важным представляется оценить соотношение образованных и утилизированных промышленных отходов в расчете на рубль отгруженной продукции, чтоб проводить анализ не только по абсолютным, но и по относительным значениям, для нивелирования различий. Расчеты проведены по укрупненным видам экономической деятельности по промышленным секторам. Далее, используя Data Mining, была проведена кластеризация отраслей промышленности по уровню образования и утилизации отходов производства в расчете на рубль отгруженной продукции на основе ЕМ-алгоритма. В результате анализа отрасли промышленности были разделены на три кластера. К первому кластеру были отнесены виды экономической деятельности, имеющие наибольшие значения образованных и утилизированных отходов производства в расчете на рубль отгруженной продукции: добыча угля и добыча металлических руд (табл. 1).

Рис. 1. Динамика выбросов парниковых газов, связанных с отходами производства (млн т СО2-эквивалента в год)

Рис. 2. Динамика образования и утилизации отходов производства (млн т)

При этом соотношение данных показателей составило в добыче угля 2 раза, в добыче металлических руд – 2,1 раза. В целом в данном кластере среднее значение образованных отходов в расчете на рубль отгруженной продукции составило 1390,8 тыс. т на тыс. руб.; утилизированных – 673,6.

Во втором кластере представлено 6 видов экономической деятельности: производство текстильных изделий, химических веществ, металлургия, водоснабжение, пищевая промышленность и добыча прочих полезных ископаемых. Во втором кластере среднее значение образованных отходов в расчете на рубль отгруженной продукции составило 119 тыс. т на тыс. руб.; утилизированных – 29,3. Примечательным является то, что в видах промышленных производств, представленных в данном кластере, соотношение между абсолютными значениями образования и утилизации промышленных отходов составило 3,1 раза, что выше, чем в видах деятельности, представленных в первом кластере.

Третий кластер был самым многочисленным, в него вошли 23 вида экономической деятельности, отнесенные к промышленности: производство табака, кожи, бумаги, лекарств, резины, мебели и другие. В третьем кластере среднее значение образованных отходов в расчете на рубль отгруженной продукции составило 1,6 тыс. т на тыс. руб.; утилизированных – 0,8. В видах деятельности промышленного производства соотношение между абсолютными значениями образования и утилизации промышленных отходов было наибольшим и составляло 8,5 раза.

Описательные статистики для кластеров промышленных видов экономической деятельности, характеризующие величину углеродного следа в экономике замкнутого цикла, наглядно представлены в табл. 2.

Таблица 1

Итоги кластерного анализа по показателям, характеризующим углеродный след промышленности

Таблица 2

Описательные статистики для кластеров промышленных видов экономической деятельности, характеризующие величину углеродного следа

Таблица 3

Дисперсионный анализ кластеризации (тыс. т отходов на тыс. руб. отгруженной продукции)

Достоверность кластеризации подтверждается результатами дисперсионного анализа, который показал наличие статистически значимых различий в дисперсиях по образованию и утилизации отходов производства в расчете на рубль отгруженной промышленной продукции между кластерами, о чем свидетельствует Р-значение, которое было менее 0,05 (табл. 3).

Таким образом, была проведена кластеризация промышленных видов экономической деятельности по величине углеродного следа исходя из соотношения объема образованных и утилизированных отходов в расчете на рубль отгруженной продукции. С одной стороны, добывающие отрасли, характеризующиеся большими объемами отходов производства, имеют и высокие значения по утилизации отходов производства; с другой стороны, те сектора промышленности, где отходы производства были незначительными по сравнению с добывающим сектором, имели более высокие соотношения количества образованных и обезвреженных отходов производства, что указывает на низкую углеродную устойчивость этих промышленных отраслей.

Выводы

Таким образом, по результатам проведенного исследования следует обобщить следующие выводы.

1) в промышленном комплексе наблюдается устойчивая тенденция роста выбросов парниковых газов, наибольшую долю из которых занимают выбросы, связанные с отходами промышленности;

2) увеличивается разрыв между объемами образованных и ликвидированных отходов производства, что затрудняет переход к экономике замкнутого цикла и достижение углеродной нейтральности;

3) по результатам кластерного анализа установлено, что наибольшие объемы образованных и ликвидированных отходов характерны для добычи угля и металлических руд, наименьшие – для производства пищевой продукции, бумаги, мебели и др., однако для последних видов промышленного производства характерно многократное превышение количества образованных отходов производства по сравнению с объемами ликвидированных отходов в отличие от добывающего сектора, что указывает на низкую устойчивость данных секторов в вопросах достижения углеродной нейтральности при переходе к экономике замкнутого цикла.

Результаты и выводы, полученные в ходе исследования, могут быть в дальнейшем расширены, углублены и сведены в единую методику оценки углеродной нейтральности секторов промышленности при переходе к экономике замкнутого цикла.

Исследование выполнено в рамках гранта Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ РФ № НШ-1886.2022.2.

Библиографическая ссылка