"שוק אפשרי של מכסות גזי חממה" עבודת גמר לשם מילוי חלקי של הדרישות לקבלת תואר מוסמך במדעים   כ"ב בניסן תשע"ג                                                                                                     02.04.2013
תקציר מנהלים    פעילות החברה האנושית המתועשת הובילה לעליה משמעותית בריכוז גזי חממה באטמוספירה, כתוצאה משרפת דלקים מאובנים (פחם, נפט ותוצריו) ומשינוי בדרכי העיבוד של קרקעות ותהליכים אורגניים. 75% מפליטות גזי החממה הנובעות מפעילות אנושית, נגרמים ע"י שרפת דלקים לאנרגיה, תעשיה ותחבורה ו-
5 % נוספים נגרמים ע"י בירוא יערות ועיבוד קרקע חקלאית.  עליית ריכוז גזי החממה צפויה להוביל לשינויי אקלים נרחבים, חלקם הרסניים.
   עקב ההשפעה הגלובלית של אפקט החממה,  החלה פעילות בינלאומית ענפה,  הכוללת מחקר ופיתוח, הסכמים בינלאומיים וקידום מדיניות לאומית,  אזורית וגלובלית לצמצום הפליטה של גזי חממה ברחבי העולם. במסגרות שונות פותחו כלים מגוונים לשיתוף פעולה בינלאומי בצמצום הפליטות, שכוללים מנגנוני סחר בפליטות, מיזמים משותפים להעברת טכנולוגיות נקיות ומענקים לפרויקטים ולטכנולוגיות בתחום. בנוסף, מפעילות מדינות רבות מנגנונים פנימיים כמו מסי פחמן ומענקים לעידוד פיתוח ויישום טכנולוגיות להפחתת פליטות.     כתוצאה, מתפתח במהירות "שוק פחמן"  בינלאומי המאפשר לחברות ולמדינות בעלות טכנולוגיות או משאבים להפחתת פליטות לסחור עם חברות ומדינות עליהן מופעל לחץ ציבורי או חקיקתי להפחתת פליטות. כסיוע לשוק המתפתח, נבנים מנגנוני מסחר, ביטוח ומימון מגוונים הכוללים בורסות, ברוקרים, גורמי מימון וסיוע, אנליסטים ועורכי מבדקים.
                        מרחב פעולה חדש זה מהווה כר פורה, הגדל במהירות, עבור חברות ישראליות שישכילו לנצל את ההזדמנויות הגלומות במסחר החדש בפחמן כ commodity לכל דבר.  בשלב מוקדם זה של השוק קיימות הזדמנויות למגוון רחב של חברות ממגזרים שונים,  החל מחברות הטכנולוגיה השונות, ובכלל זה ענפי היי-טק, ביוטכנולוגיה, חקלאות,  כימיה, בניה ואנרגיה, וכלה בספקי שירותים פיננסים מתחומי הבנקאות, ראית חשבון, ביטוח וחוזים.  כתוצאה מהסכמי קיוטו נוצר תהליך גלובלי רב שנים ועתיר תקציבים  (מאות מיליארדי דולרים) של צמצום בפליטת גזי חממה.  תהליך זה יוצר ביקוש לטכנולוגיות,  מוצרים ושירותים המצמצמים פליטות פחמן באופן ישיר ובדרכים עקיפות.  לעומת זאת, בשל אמנת קיוטו צפויה להתגבר הדחיה של מוצרים וטכנולוגיות עתירי פליטות פחמן.          העבודה זו נועדה להציג בפני כל המעוניין את נושא של שוק מכסות הפחמן, שהמתפתח וצפוי להגיע לנפח מסחר בשווי של
5 0 עד 400 מיליארד דולר. אין ספק ששוק זה מהווה ההזדמנויות הברורות ביותר,  במיוחד עבור העסקים האופייניים לישראל, בתחומים בהם יש לנו יתרונות יחסיים משמעותיים.  חברות ישראליות יוכלו להתפתח או להנזק על פי התאמתם לתהליכים הגלובליים הללו.  ישראל, כמרכז טכנולוגי ויזמותי,  עשויה להפוך למרכז עולמי צומח בתחום טכנולוגיות איכות סביבה כפי שקרה לגבי טכנולוגיות תקשורת. טכנולוגיות יצור אנרגיה נקיה יהוו חלק חשוב בכלכלה העולמית. במהלך
4 העשורים הקרובים, המדינות המתפתחות לבדן יצרו ביקוש ל- 5 מליון מגה-ואט נוספים של חשמל. מספר זה גבוה ב- 60%מסך קיבולת היצור הקיימת בעולם כיום ויש לו אפשרות ליצור הזדמנויות עסקיות בהיקף של טריליונים של דולרים. טכנולוגיות אנרגיה ירוקות, יכולות לסייע למדינות אלו לענות על צרכי הביקוש לאנרגיה באמצעות פיתוח מקורות קיימים וחדשים וייעול השימוש באנרגיה. לתחום זה פוטנציאל משמעותי לתרום לצמיחת המשק וצמצום האבטלה. תהליך זה ידרוש שילוב של פעילות הכוונה של הממשלה והסקטור העסקי.    בנוסף, קיים הפוטנציאל בהכוונת המשק הישראלי למעורבות משמעותית בשוק הפחמן הגלובלי, מעבר לפוטנציאל הגלום במתן שירותים או במכירת טכנולוגיות.
היקף הפליטות במדינת ישראל גדל משנה לשנה. לפי הנתונים של המשרד להגנת הסביבה, בשנת 2007  כ-65 מיליוני טונות של פחמן דו–חמצני נפלטו כתוצאה משריפת דלקים פוסיליים לשם הפקת אנרגיה, בהשוואה ל- 50 מיליוני טון בשנת 1996 פליטה ממוצעת לנפש היא 10.7 טון בשנה.  ישנן כמה יתרונות  בולטים להורדת הפליטה משטח מדינת ישראל. הראשון הוא יצירת תנאים סביבתיים טובים יותר למחייה. היתרון השני הוא עמידה בייעדי הפחתת מכסות שהוחלט ע"י אמונה הבינלאומית (פליטת יתר תגרום לפגיעת יחסים עם מדינות מודרניות, המשקיעות מאמצים רבים להפחית את הפליטות). היתרון השלישי הוא רווח כלכלי הנגרם כתוצאה מהמסחר של מכסות פחמן. הסקטור שהפחית את הפליטותיו יכול לקחת חלק במסחר ע"י מכירת מכסות שהופחתו. בנוסף, לקיחת חלק בשוק הפחמן, זוהי הזדמנות לספק ערכים מוספים בדמות קידום מעמדה של המדינה כמדינה מתועשת בעלת זכויות מסחר מועדפות, על כל המשמעויות החברתיות והכלכליות הנובעות מכך.
   להבדיל ממדינות רבות החברות ב – OECD, חסר למדינת ישראל תכנון אסטרטגי ארוך טווח למשק האנרגיה אשר יקבע יעדיי הפחתת פליטה אגרסיביים ובני השגה, כולל הגדרת סנקציות נגד האחראיים במידה ולא יעמדו ביעדים. על פי תסריט של "עסקים כרגיל"  ישראל תחרוג משמעותית מיעדים בינלאומיים, שהם הפחתה של 20% מכמות הפליטות של שנת 1990 עד 2020,  ללא נקיטת מדיניות רחבה בנוגע להגבלת פליטה.  תחזית המשרד להגנת הסביבה, לפיה תגדיל ישראל את הפליטות מתחומה בעשרות אחוזים עד שנת 20
5 , משקפת חריגה גדולה מכל יעד בינלאומי שיקבע.  ישראל חייבת להתכונן לשינויים עתידיים בחקיקה ובמסחר הבינלאומי. מעורבות מוקדמת תאפשר לעסקים המאפיינים את ישראל להשתתף בעיצוב מערכות המסחר שכיום הנן ברובן יוזמות פרטיות לא  ממוסדות.     בעבודה זו מוצגים תרחישי מסחר בין סקטורים שונים במדינת ישראל ונקבע טווח מחיר מכסות. תרחיש ממחיש את המצב שבו הפליטות יהוו מוצר סחיר והמוצר זה יועבר לגורם שיפיק מהמכסה את התועלת המקסימלית. הסקטור המזהם יצטרך לשאת בעלות של מכסות זיהום, בנוסף לעלות חומרי גלם שכתוצאה משימושם נפלטות המכסות.
 לטובת סימולציית מסחר במכסות, נבחרו שלושה סקטורים "מזהמים", שכתוצאה מפעילותם, נפלטים גזי חממה למינהם. הסיבה לבחירת שלושה סקטורים בלבד, כאשר במסחר האמיתי לוקחים חלק הרבה יותר, היא על מנת לפשט את התרחיש שכולל הרצת מודל שיווי משקל חלקי בין השלושה סקטורים האלו.  השלושה סקטורים הם:
·    צרכן חשמל ביתי.
·    משתמשי רכב פרטי.
·    בעלי מוניות.
בחירת הסקטורים הינה לטובת תרחיש המסחר בלבד והנחה היא שביקושם הוא לינארי.
הנתונים על כמות הפליטות של הסקטורים נלקחו מהסקר פליטות לשנת 2007, המופיעיות בדוח של  "אמנת פורום ה-משפטים" (להלן "הדוח"), שהוצג בתאריך ספטמבר 2010. הדוח מתייחס ל משפטים הערים הנכללים בפורום זה, שחתמו על האמנה. מדובר על משפטים הערים הגדולים בארץ ולכן גודל המדגם מספיק טוב לביצוע החישוב.   שלבים בחישוב של טווח מחירי המכסות וכמויות הניתנות למסחר הם:
1.תחילה חושב "ערך תועלת השולית של מכסת זיהום" לכל אחד מהשלושה סקטורים, לפני המסחר.
2. חישוב "ערך תועלת השולית" וכמויות הנסחרות של מכסה בנקודת שיווי משקל.
3. חישוב טווח המחירים של מכסות זיהום: לאחר חישוב של נקודת שיווי משקל, התבצע  חישוב טווח המחירים של מכסות זיהום (פליטת מכסה אחת במשך שנה קלנדרית), על סמך ערך תפוקה השולית של מכסה, הנוצר כתוצאה מהמסחר, בכל סקטור.
  מאחר וערך תועלת השולית, של כל מכסת פליטה, הוא יחודי לכל סקטור ואין מידע מדויק לגבי ערך זה, בוצעה הנחה ש"ערך תועלת השולית של מכסת זיהום" שווה לעלות שהגורם המזהם משלם על פעילות, הגורמת לפליטה של מכסה אחת.
  תוצאות שהתקבלו מהחישוב של טווח מחירי המכסות וכמויות הניתנות למסחר, הם:
1.   סקטור "צרכן חשמל ביתי",  שאצלו ערך תועלת השולית של מכסת זיהום נמוכה יותר מהערך בשיווי משקל,  מכר חלק מהמכסות לשני הסקטורים האחרים, שערך תועלת השולית שלהם גבוה מהערך בשיווי משקל.
2 .   במצב תאורתי, המסחר יגרום לכל הסקטורים להתכנס לנקודת שיווי משקל, שנתוניה התקבלו מהרצת מודל "שיווי משקל חלקי". ע"י כך, יופק תוספת ערך תפוקה מרבי, כתוצאה מקיום המסחר.
3.   שינוי גמישות הביקוש: על מנת לבדוק את השפעות שינוי גמישות הביקוש (יחידתי, קשיח וגמיש) על נקודת שיווי משקל ועל טווח המחירים, בוצעה הרצת מודל שיווי משקל, כאשר לכל סקטור נקבעה צורת גמישות ביקוש שונה מהאחרים. הבדלי גמישות הביקוש בין הסקטורים, הלוקחים חלק במסחר, גורמים לשינוי טווח המחירים למכסות זיהום.  בעולם האמיתי, כל גורם מזהם הוא בעל רמת גמישות ביקוש שונה.
4.   קיצוץ בכמות המכסות: ניתן להבין שקיצוץ בכמות המכסות גרם לעליית ערך תועלת השולית. עליית ערך תועלת השולית של המכסה גרמה לעליית טווח מחירי המכסות וטנדנציה זו היגיונית מאחר וידוע שכאשר היצע קטן והביקוש נשאר ללא שינוי, המחיר עולה! 5.   חיזוי טווח מחירי המכסה לשנת
2 020: ניתן לראות בבירור שטווח מחירי מכסות בשנת 2020 גבוה יותר מאשר בשנת 2007 ופער זה היגיוני מאחר ועלות חומרי גלם יהיה גבוה יותר בשנת 2020.
  חשוב לציין שמאחר ומדובר במסחר, אין אפשרות לקבוע מחיר מכסה אחיד,  אלא טווח מחירים של מינימום ומקסימום (כאשר מחיר המינימום מציין את ערך המינימלי שלמוכר כדאי למכור והמקסימום מציין את הערך המקסימלי שלרוכש כדאי לרכוש. המחיר הסופי יקבע לאחר משא ומתן בין הצדדים)  וזאת בגלל שמחיר המכסה יקבע ע"י כוחות השוק שיפעלו בזמן המסחר. כוחות השוק הם: משא ומתן בין הרוכשים למוכרים בנוגע למחיר מכסות זיהום, השפעות חיצוניות, שיקולים פנימיים של הרוכשים/ מוכרים וכו".
תוכן העניינים
תודות. 2
תקציר מנהלים. 3
מושגים. 10 פרק 1 – מבוא. 12
1 .1      רציונל. 12
1 .2      מטרת המחקר: 17
1 .3      שאלות המחקר: 18
1 .4      חשיבות המחקר במישור התיאורטי ובמישור הפרקטי: 18
פרק 2 – סקר ספרות ביקורתי 19
2 .1      הצגת מגוון סוגים של מנגנונים למסחר,  הקיימים בעולם, של גזי חממה ועל אופן המסחר עצמו 19
2 .2      צעדים הנדרשים להקמת תשתית של מנגנון ה-  CDM.. 21
2 .3      הגופים הרלבנטיים ליישום המנגנונים הגמישים CDM… 22
2 .4      תנאים לקבלת מכסות למסחר "CER" לפי מנגנון CDM.. 23
2 .5      שווקים למסחר. 24
2 .6      פליטות פחמן –  תיאור מצב הנוכחי והעתידי בישראל. 26
2 .7      קשיים במסחר בין- לאומי במכסות. 28
2 .8      התפתחות השוק – היקף עתידי של מסחר בגזי חממה בעולם. 29
2 .9      גורמים הלוקחים חלק במסחר ומאפיינם. 31
2 .10    רגולציה של פליטת גזי חממה ואכיפת זיהום אויר בארץ ובמדינות מפותחות. 32
2 .11     החברות הישראליות העוסקות בתחום המסחר. 33
2 .12     מודל  "שיווי משקל" (Equilibrium model) 35
2 .13     סוגי גמישויות ביקוש (קשיח, גמיש ויחידתי) 35
פרק 3 – מתודולוגיה. 39
3 .1      מערך המחקר: 39
3 .2      הפרדיגמה המחקרית: 39
3 .3      המדגם: 39
3 .4      שיטת המחקר: 39
3 .5      ניתוח הנתונים: 39
3 .6      חלק הכמותי –תיאור שלבי חישוב של טווח מחירי מכסות: 40 פרק 4 – תוצאות הפרויקט. 46
4 .1      חישוב ערך התועלת השולית של מכסה לפני המסחר. 46
4 .1.1  סקטור "צרכן חשמל ביתי". 46
4 .1.2  סקטור "משתמשי רכב פרטי". 48
4 .1.3   סקטור "בעלי מוניות". 51
4 .2      חישוב טווח מחירים של מכסות זיהום. 53
4 .2.1  חישוב טווח מחירים של מכסות זיהום – כל הסקטורים בעלי גמישות ביקוש  זהה. 53
4 .2.2   חישוב טווח מחירים של מכסות זיהום– כל הסקטורים בעלי גמישות ביקוש  שונה. 59
4 .2.3   חישוב טווח מחירים של מכסות זיהום—הפחתה של 20% ממכסות זיהום. 66
4 .2.4  חישוב טווח מחירים של מכסות זיהום – חיזוי לשנת 2020. 73
פרק 5 – הסבר תוצאות ומסקנות. 89
5.1      הצגת תוצאות – סיכום. 89
5.2      מסקנות. 92
פרק 6 סיכום. 96
6 .1      סיכום. 96
6 .2      חולשות וחוזקות של המחקר. 96
6 .2.1  חולשות המחקר הם : 96
6 .2.2  החזקות מחקר הם: 96
6 .3      המלצות למחקרי המשך. 96
רשימת מקורות. 97
רשימת טבלאות טבלה  1:
ערכי שוק פחמן העולמי בשנים 2004-2010 במיליארדי $. 14
טבלה 2:
סיכום פליטות מכל המגזרים במונחי פחמן דו–חמצני, "תרחיש עסקים כרגיל". 27
טבלה 3:
הפוטנציאל של ישראל להפחתת פליטות  והעלויות הכרוכות בכך. 28
טבלה 4:
הסבר של  הרצת מודל "שיווי משקל חלקי". 43
טבלה 5:  הסבר של  הרצת מודל "שיווי משקל חלקי", המשך. 43
טבלה 6:
צריכת חשמל  ביתי לפי עיר שנת  2007. 46
טבלה 7:
פליטות של CO2  לשנת 2007 כתוצאה של צריכת חשמל ביתי (בטונות). 47
טבלה  8: חישוב ערך התועלת השולית של מכסה בסקטור "משתמשי חשמל ביתי", לפני המסחר. 47
טבלה 9:
נסועה לפי עיר של כלי רכב פרטיים בשנת 2007, באלפי ק"מ רכב. 49
טבלה  10: חישוב ערך התועלת השולית של  מכסה בסקטור "משתמשי רכב פרטי", לפני המסחר. 50 טבלה 11:
נסועה לפי עיר של מוניות בשנת 2007, באלפי ק"מ רכב. 52
טבלה  12: חישוב ערך התועלת השולית של מכסה בסקטור "מוניות", לפני המסחר. 53
טבלה  13: תוצאות החישוב של נקודת שיווי משקל – כל הסקטורים בעלי גמישות ביקוש  זהה. 55
טבלה 14:
כמות מכסות מרבית למסחר – כל הסקטורים בעלי גמישות ביקוש  זהה. 55
טבלה משפטים:
סיכום נתונים לאחר המסחר (ביקוש זהה) 59
טבלה 16:
תוצאות החישוב של נקודת שיווי משקל – כל הסקטורים בעלי גמישות ביקוש  שונה. 61
טבלה 17:  כמות מכסות מרבית למסחר – כל הסקטורים בעלי גמישות ביקוש  שונה. 61
טבלה 18:
סיכום נתונים לאחר המסחר (ביקוש שונה). 65
טבלה 19:
חישוב ערך התועלת השולית של מכסה בסקטור "משתמשי חשמל ביתי" לפני המסחר – הפחתה של 20% ממכסות זיהום. 66
טבלה 20:
חישוב ערך התועלת השולית של  מכסה בסקטור "משתמשי רכב פרטי" לפני המסחר – הפחתה של 20% ממכסות זיהום. 67
טבלה 21:
חישוב ערך התועלת השולית של מכסה בסקטור "מוניות" לפני המסחר- הפחתה של
2 0% ממכסות זיהום. 68
טבלה 22:
תוצאות החישוב של נקודת שיווי משקל – הפחתה של 20% בכמות של מכסות זיהום. 70 טבלה 23:
כמות מכסות מרבית למסחר –  הפחתה של 20% בכמות של מכסות זיהום. 70 טבלה 24:
סיכום נתונים לאחר המסחר (ביקוש שונה) – הפחתה של 20% בכמות של מכסות זיהום. 72
טבלה
5 : תחזית צריכת חשמל ביתי  לשנת  2020, סה"כ שנתי קוט"ש. 74
טבלה 26:
תחזית פליטות eCO2  לשנת 2020 (בטון) על בסיס מקדם פליטה חזוי בדוח מקנזי. 75
טבלה 27:
חישוב ערך התועלת השולית של מכסה בסקטור "משתמשי חשמל ביתי", לפני המסחר, שנת 2020. 76
טבלה 28:
חיזוי נסועה לפי עיר של כלי רכב פרטיים לשנת 2020 באלפי ק"מ רכב. 77
טבלה 29:
חישוב ערך התועלת השולית של  מכסה בסקטור "משתמשי רכב פרטי", לפני המסחר, לשנת 2020. 79
טבלה 30:
חיזוי נסועה לפי עיר של המוניות לשנת 2020 באלפי ק"מ רכב. 81
טבלה 31:
חישוב ערך התועלת השולית של מכסה בסקטור "מוניות", לפני המסחר, לשנת
2 020. 82
טבלה 32:
תוצאות החישוב של נקודת שיווי משקל –  שנת
2 020. 84
טבלה 33:
כמות מכסות מרבית למסחר –  שנת 2020. 84
טבלה 34:
סיכום נתונים לאחר המסחר (שנת 2020) 88
טבלה 35:
סיכום תוצאות חישוב  (1 מתוך 2) 90 טבלה 36:
סיכום תוצאות חישוב  (2 מתוך 2) 91
רשימת תרשימים איור 1:  נפח שוק פחמן העולמי בשנים 2004-2010 במיליארדי $. 14
איור 2:
מחיר מכסת פחמן בבורסה האירופאית לאורך השנים 
2 005-2011. משפטים איור 3:
מחזור החיים של פרוייקט במנגנון הפיתוח הנקי עד הנפקת מכסת פליטה CER. 23
איור 4:  יעד פליטות גזי חממה בישראל לשנת 2020 (מקור: דו"ח OECD 2011). 27
איור 5:
עקומות הביקוש בעלות גמישויות מגוונות. 36
איור 6:
חישוב ערך התפוקה השולית הכוללת. 44
איור 7:
פליטות פחמן של כל סוגי הרכב 2007 במיליוני ק"מ. 50 איור 8:
נתוני סקטור#1 לפני ואחרי המסחר. 56
איור 9:
נתוני סקטור#2 לפני ואחרי המסחר. 57
איור 10:
נתוני סקטור#3 לפי ואחרי המסחר. 58
איור 11:
נתוני סקטור#1 לפי ואחרי המסחר – הסקטורים בעלי גמישות ביקוש שונה. 62
איור 12:
נתוני סקטור#2 לפני ואחרי המסחר – הסקטורים בעלי גמישות ביקוש שונה. 63
איור 13:
נתוני סקטור#3 לפני ואחרי המסחר – הסקטורים בעלי גמישות ביקוש שונה. 64
איור 14:
מציג מחירי עתידי של קוט"ש (לשנת 2020). 76
איור משפטים:
פליטות פחמן של כל סוגי הרכב 2020, בטונות. 78
איור 16:
עליית מחיר הדלק לליטר, עד שנת 2020. 79
איור 17:
עליית מחיר הסולר לליטר, לשנת 2020. 82
איור 18:
נתוני סקטור#1 לפני ואחרי המסחר, שנת 2020. 85
איור  19: נתוני סקטור#2
לפני ואחרי המסחר, שנת 2020. 86
איור 20:
נתוני סקטור#3 לפני ואחרי המסחר, שנת 2020. 87
רשימת נוסחאות נוסחא  1: גמישות הביקוש.. 40 נוסחא  2: חישוב ערך התועלת השולית של סקטור#1, לפני המסחר. 41
נוסחא  3: חישוב ערך התועלת השולית של סקטור#2, לפני המסחר. 41
נוסחא  4:
חישוב ערך התועלת השולית של סקטור#3, לפני המסחר. 41
נוסחא  5:
חישוב סך ערך תפוקה של סקטור#1. 54
נוסחא  6:
ערך תפוקה של סקטור#1 מכל מכסה. 54
נוסחא 7:
חישוב סך ערך תפוקה של סקטור#2. 55
נוסחא 8:
ערך תפוקה של סקטור#2 מכל מכסה. 55
נוסחא 9:
חישוב סך ערך תפוקה של סקטור#3. 56
נוסחא 10:
ערך תפוקה של סקטור#3 מכל מכסה. 56