Страны и компании сегодня соревнуются друг с другом, кто больше сократит выбросы CO2 и раньше достигнет углеродной нейтральности. Какую роль в этом играют леса, горы и моря и что такое карбоновые фермы, рассказал Максим Канищев, руководитель научного проекта в области повышения энергоэффективности и снижения выбросов в атмосферу ANSELM.
Что такое карбоновая ферма
Сокращение выбросов CO2 от деятельности человека называется декарбонизацией. Ее можно достичь двумя способами.
Первый — это, собственно, уменьшение выбросов в атмосферу. Главным инструментом для решения этой задачи является энергоэффективность. Однако простая замена лампочек накаливания на светодиодные не позволит существенно снизить выбросы CO2 — требуется системная перестройка всей мировой промышленности. А где взять на это средства?
Бывает, что и модернизация производства невозможна. Например, достигнут технологический предел и снизить потребление энергоресурсов невозможно: либо не хватает места для установки нового оборудования, либо процесс экономически невыгоден.
В таких случаях можно воспользоваться вторым способом — запустить экологические проекты по поглощению CO2. Так предприятие сможет компенсировать свои выбросы.
Есть три основных способа улавливания CO2:
1) физико-химический. Он подразумевает применение различных фильтров и адсорбентов для улавливания углерода на промышленных предприятиях — CO2 собирается в фильтрах, которые затем утилизируются;
2) геологический. Его суть — в закачивании и консервации углекислого газа в полости земли;
3) биологический. Связывание углерода в процессе деятельности живых организмов — растений, водорослей и бактерий. Например, картофель преобразует CO2 в крахмал, а сахарная свекла перерабатывает углекислый газ в сахара.
Карбоновая ферма позволяет реализовать биологический подход. Но слово «ферма» тут не совсем уместно: ведь углерод на такой ферме не выращивают, а консервируют.
Карбоновой фермой может стать поле, болото, гора и даже море: именно мировой океан аккумулирует львиную долю CO2 за счет фотосинтеза водорослей. По сути, карбоновая ферма — это любой участок поверхности, на который есть документы об объеме поглощения ею CO2.
Пока что карбоновых ферм в России нет, потому что еще не определен законодательный механизм присвоения территориям такого статуса. Но в нашей стране уже есть карбоновые полигоны — площадки, где отрабатываются условия поглощения CO2 и упомянутые юридические механизмы.
От чего зависит поглощение CO2
Содержание углерода в атмосфере определяет интенсивность фотосинтеза. Чем выше концентрация CO2, тем больше его поглощают растения, в том числе зеленые водоросли. Но эта зависимость не линейная, а логарифмическая.
Советские биологи считали, что катастрофическое глобальное потепление нам не грозит — при увеличении содержания в атмосфере CO2 биосфера начнет интенсивнее его поглощать, пока не поглотит все лишнее и не достигнет баланса. Умная система, если задуматься.
Поглощение углекислого газа зависит не только от его количества в атмосфере, но и от вида растения. Идеально справляются с этой задачей эвкалипт, бамбук, наши родные осина с ольхой и экзотическая павловния.
Можно ли влиять на процесс поглощения
Фотосинтез — это процесс преобразования света в энергию. Нет солнца — нет фотосинтеза. Бессмысленно выращивать подсолнух в темной комнате — ничего не получится. Солнце встает и заходит по кругу, поэтому освещение земной поверхности неравномерно и зависит от рельефа, проницаемости воздушного слоя и многих других факторов.
Растущая в лощине осина будет поглощать меньше углерода, чем осина на вершине горы, открытая солнцу. В таежных лесах годовая величина связывания углерода колеблется от 0,8 до 2,4 тонны CO2 на 1 га в год. В субтропических — этот показатель может достигать 7,5 т/га, в тропических — 10 т/га — за счет большей длины светового дня. Поэтому поглощение можно увеличивать за счет выбора места для реализации экопроекта.
Где строить карбоновые фермы
Территория России охватывает различные природные зоны. Углеродные параметры лесов существенно меняются от региона к региону.
Самое правильное место для размещения карбоновых ферм — Европейско-Уральская часть России. Лесной массив здесь поглощает углерод достаточно хорошо — 2 тонны CO2 на 1 га в год.
Как оценивают поглощение CO2
В мире, в том числе в России, разработаны десятки методик для определения уровня поглощения углерода. Как правило, они основаны на зависимостях, полученных в результате исследований различных растений, почв, условий освещения и так далее. Мы уже отмечали, что факторов, влияющих на поглощение CO2, — множество.
Среди официальных регламентов — утвержденные минприроды «Методические указания по количественному определению объема поглощения парниковых газов», методика Региональной оценки бюджета углерода лесов (РОБУЛ) от Института глобального климата и экологии, пять альтернативных методик, отличающихся друг от друга оценкой поглотительной способности.
К сожалению, пока нет единого подхода к определению исходных данных для точного расчета. Часто исследователи оперируют упрощенными моделями. Например, на 10 га произрастает трехлетний хвойный лес. И для этого идеального леса рассчитывают уровень возможного поглощения углерода. Однако реальность гораздо сложнее. Чем точнее будут исходные данные, тем достовернее будет и оценка поглотительной способности деревьев. Чтобы улучшить качество прогнозов, специалисты анализируют состояние почв, количество углерода в сухой массе, снимки со спутников и дронов. Далее полученную информацию загружают в компьютерную модель — она определяет густоту леса, его возраст и состав.
Правда, ученые до сих пор спорят о том, насколько точными должны быть исходные данные: не целесообразнее для сокращения издержек ограничиться средними величинами, округлив их в ту или иную сторону.
Каковы возможности России в поглощении CO2
«Законсервированный» углерод имеет свою стоимость. Если мы организуем карбоновую ферму и доказываем, что она поглощает определенное количество CO2, мы можем продать эти углеродные единицы, или квоты, предприятию, которому надо улучшить свой экологический баланс.
Арифметика проста. Организовать поглощение тонны CO2 на ферме стоит €5, а продаем мы эту тонну за €15. Если предприятие платит штраф за каждую тонну в размере €30, такое предложение будет ему интересно. Грубо говоря, бизнес-модель такова: собственник земли получает аттестацию (порядок ее оформления определит будущее законодательство), выпускает и продает ценные бумаги с номиналом в тоннах утилизированного CO2, которые освобождают компанию-партнера от уплаты налога на углеродные выбросы.
Карбоновые фермы уже существуют в Австралии и США. Например, в рамках партнерства с Министерством сельского хозяйства США компания Chevrolet недавно приобрела 40 тыс. квот у 23 владельцев ранчо в Северной Дакоте, которые добровольно пообещали применять методы нулевой обработки почвы на своих пастбищных угодьях.
По оценкам доктора биологических наук, профессора кафедры общей экологии в Челябинском государственном университете Бориса Красуцкого и кандидата технических наук, старшего научного сотрудника Института народнохозяйственного прогнозирования РАН Бориса Фёдорова, в России общие объемы поглощения углекислого газа лесами могут достигать 250 млн тонн в год. Тем временем Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), в которую Россия, впрочем, не входит, оценивает размер платы за тонну выбросов CO2 от €30 и выше. Собранные средства пойдут на реализацию экопроектов по сдерживанию изменения климата.
Таким образом, при условии грамотного юридического оформления ежегодно российские леса самим фактом своего существования могут приносить своим владельцам около €7,5 млрд. Повышая качество управления лесами, доход можно увеличить более чем вдвое. При таких возможностях карбоновые фермы будут процветать.
