Пойманный углерод. Как в БелГУ собираются делать деньги из воздуха

У экологии и экономики общее не только в виде первого слога. В современном мире эти понятия тесно переплелись. Мы встретились с доктором географических наук, профессором кафедры природопользования и земельного кадастра НИУ «БелГУ» Павлом Голеусовым, чтобы поговорить о сегодняшнем дне, будущем и даже глубоком прошлом нашей планеты.

Фото: личный архив

Карбоновый полигон

– Павел Вячеславович, мы узнали о приобретении университетом 50-метровой антенны. Зачем она понадобилась?

 – У нас будет создан карбоновый полигон – экспериментальная площадка для оценки потоков углерода в городских экосистемах. Она нужна для измерения концентрации парниковых газов в атмосфере города. Самый распространённый среди них газ – углекислый, но есть и другие. Например, метан, который действует мощнее, но зато его выделяется намного меньше. Ещё – закись азота. Воздушные массы приносят их из окружающих ландшафтов, они выделяются на территории города и поглощаются растительностью, которая используется в озеленении. Ботанический сад НИУ «БелГУ» как раз является такой зоной, на которой выращиваются растения для благоустройства городских ландшафтов. Наша задача – оценить, насколько они могут поглощать парниковые газы. Основная идея заключается в том, что на территории города нужно организовать участки для связывания углекислого газа, чтобы частично компенсировать выбросы от использования топлива в теплоэнергетике города. А чтобы проводить такие измерения, необходимо оборудование для считывания потоков парниковых газов на разной высоте. В самой высокой точке Ботанического сада, в западной его части планируется оборудование площадку, на которой будет установлена мачта высотой 50 метров.

– Насколько это высокое место?

– Площадка имеет абсолютную отметку порядка 187 метров над уровнем моря. С учётом антенны возвышение составит ориентировочно 120 метров над уровнем местности, если ориентироваться на долину Везёлки. На мачте будет закреплено оборудование для контроля метеорологических характеристик и измерения концентрации парниковых газов. Мы пока ориентируемся на углекислый газ и метан. Таким образом мы получим базу данных по потокам этих газов, что позволит узнать, насколько возможно в условиях города компенсировать выбросы парниковых газов за счёт их поглощения растениями.

Фото: Сергей Егоров

– Когда начнется работа?

– Сейчас идут закупки по оборудованию, которое будет использоваться, частично они завершились. В июле, думаю, будет установлена мачта, пройдут пуско-наладочные работы, и в августе уже можно приступить к работе.

– Главная ваша задача – получить базы данных по парниковым газам?

– Не совсем. Работы включают не только измерение концентрации выбросов, но и проведение эксперимента по их поглощению. Поэтому будет работать площадка с опытными делянками, где станут выращиваться растения, эффективно связывающие углерод.

– Что собираетесь посадить?

– Все растения поглощают парниковые газы, они отличаются только разной активностью в этом вопросе. Подходят быстро растущие многолетники. Ориентируемся на древесные виды, потому что они имеют большую продолжительность жизни. А травянистая растительность, хотя и может быть использована, но её биомассу нужно ежегодно убирать и куда-то дальше утилизировать так, чтобы углекислый газ не вернулся в атмосферу. Например, перерабатывать в бумагу, волокно, возможно, в какие-то виды топлива. Нельзя, чтобы происходило разложение биологического вещества, и чтобы оно сжигалось. Мы возьмём традиционные древесные виды для нашей местности, основной упор сделаем на возможность расти в условиях загрязненной экологии. Интересен с этой точки зрения тополь как быстро растущий вид, но он имеет два негативных аспекта – непрочную древесину, она ломается под напором ветра, и пух. Последнее неудобство можно убрать, если использовать только мужские растения или гибридные тополя. Подходят также сосна, ива, вяз. Всё зависит от экологии местности. Для каждого участка города нужно подобрать свой, адаптированный ассортимент видов, чтобы они выполняли, с одной стороны, декоративную функцию, а с другой – эффективно связывали углерод, не болели в условиях города и хорошо росли.

Фото: Владимир Щекалов

Карбоновые фермы

– Почему столько внимания уделяется изучению парниковых газов?

– Согласно гипотезе, что одним из главных изменений климата является антропогенная деятельность, связанная с выбросами и парниковым эффектом. Снижая количество выбросов, м пытаемся ограничить влияние человека на планету. Карбоновые полигоны нужны для того, чтобы разобраться, насколько мы можем управлять этим процессом.

– При этом парниковые газы безвредны для человека?

– Более того. Они часть углеродного цикла биосферы. Для растений это пища. Выбрасывая углекислый газ, мы удобряем атмосферу, и растительность реагирует на это бурным ростом. Тот же самый парниковый эффект используют в теплицах для повышения урожайности. В условиях таких «теплиц» с более высоким уровнем углекислого газа и повышением температуры сегодня оказываются целые страны и даже континенты. Это глобальный процесс, естественно, но в нём есть определённая доля участия человека. Нам важно знать не то, сколько человек производит парниковых газов, это, собственно, давно известно, а то, насколько он может компенсировать этот процесс. А для этого будут создаваться так называемые карбоновые фермы.  Они смогут фиксировать количество углерода из атмосферы и в биомассе растений и в дальнейшем использовать накопленный органический углерод.  «Законсервированный» в растениях углерод имеет свою стоимость.

– А кто купит этот газ, и главное – зачем?

– Карбоновая ферма, подтверждающая, что она поглощает определённое количество углерода, может продать эти углеродные единицы, или квоты, предприятию, которому надо улучшить свой экологический баланс.

- То есть если на карбоновых полигонах исследуются методы измерения содержания в воздухе парниковых газов, то на карбоновых фермах они смогут применяться на практике и позволят зарабатывать деньги?

– Совершенно верно. Подсчёты выбросов оказывают влияние на трансграничные карбоновые налоги, учёт национальных квот. Сейчас это ещё не очень актуально, но скоро станет нормой во всём мире.

Фото: Сергей Егоров

 Заканчивается топливо

– Некоторые аналитики считают, что проблеме парниковых газов уделяется слишком много внимания, и это очень похоже на спекуляции.

– На данном этапе экономически целесообразно ограничивать влияние человека на климат, потому что это связано с ещё одной проблемой.  Дело в том, что заканчивается углеродное топливо на планете. Пик добычи основных видов углеводородов пройден во всех странах. Россия его прошла в 2018 году. Соответственно, больше добывать этих энергоресурсов мы не можем. И получается так, что отдельные страны имеют доступ к этому сырью, а у других, как мы сейчас наблюдаем, этот доступ меньше. Поэтому растут цены на энергоносители. Соответственно должны быть созданы экономические механизмы компенсации государствам, у которых нет своих запасов. И получать они её будут за счёт тех стран, которые имеют газ, нефть.

 – Получается, что это немножко не про климат, а про экономику и политику?

– В развитии цивилизации главный фактор – это экономика. И всё, что бы мы не затевали, всё делается именно для неё. Но в целом регулировать углеродный баланс правильно. Потому что если вы выбрасываете парниковые газы в атмосферу и больше их никак не используете, то конечно, это планете во вред. Чем больше вы их будете выбрасывать, тем быстрее закончатся топливные ресурсы и это будет отражаться на климате.Если мы получаем навоз, его можно использовать в качестве удобрения. Так же и с парниковыми газами. Их надо использовать для получения дохода. Все предприятия платят за загрязнение атмосферного воздуха. А так как парниковые газы в общем-то неопасны, на здоровье людей не влияют, то и не к чему придраться, и платить как бы не за что. Тогда придумали такое объяснение, что они наносят вред климату, и соответственно, вводится налог и на такие выбросы. Такова современная концепция.

Фото: Сергей Егоров

Лес и океан

– Павел Вячеславович, но существует и другая теория, что глобальное похолодание и потепление – это обычные вехи в истории Земли и никак не связаны с деятельностью человека. Существование разумной жизни длится лишь мгновение в летоисчислении нашей планеты.  На климат Земли оказывают влияние другие процессы, происходящие в космосе.

– Это тоже верно. Дело в том, что есть такое понятие, как относительность научного знания. И на конкретном историческом этапе может господствовать одна из концепций, объясняющая происходящие события. Сегодня это концепция антропогенного глобального потепления. Почему она получила распространение? Потому что есть данные наблюдений за концентрацией парниковых газов и объёмом выбросов, связанных с человеческой деятельностью. Эти данные совпадают, и рост температуры в природе происходит в этом направлении. Если изменения климата не связаны напрямую с парниковыми газами, а зависят от климатических процессов геологического и космического масштаба, то тогда всё происходило бы наоборот. Изменение климата привело бы к повышению температуры, соответственно, концентрация парниковых газов стала бы увеличиваться. То есть сначала изменилась бы температура, а потом концентрация газов. Высокую корреляцию между выбросами и ростом температуры используют как доказательство антропогенного влияния.

– А какой вклад человека в выбросы парниковых газов?

– На самом деле он очень мал, по отношению к природным процессам составляет примерно 5 %. Но учёные, в частности межправительственная группа экспертов по изменению климата, настаивают на том, что этот вклад человека вносит критический дисбаланс. То есть природа уже не может компенсировать эти 5 %, они накапливаются, и это запускает обратную реакцию. Если климат теплеет, то ещё больше выделяется парниковых газов из природных резервуаров: увеличивается количество пожаров, теряется гумус в почвах, меньше углекислого газа поглощается мировым океаном, он улавливает, примерно, три четверти всех выбросов. На самом деле фиксация парниковых газов должна осуществляться большей частью в воду, а не в биомассу. Но мы, к сожалению или к счастью, не можем управлять мировым океаном, а вот растениями можем. Поэтому и идёт развитие карбоновых полигонов и ферм.

Фото: Сергей Егоров

Новое оледенение

– Вы, кажется, не очень одобряете теорию антропогенного изменения климата.

– Она имеет уязвимые моменты. О них обязательно нужно говорить. И доказательства, которые используются, не стопроцентные. Есть подтверждения как первой, так и второй теории. Я как эколог могу сказать, что для биосферы в целом потепление – это хорошо. Потому что в будущем нас ждёт новое оледенение, которое принесёт катастрофические последствия для цивилизации, если она вообще сможет его пережить. Произойдёт это, правда, не завтра, а через несколько тысяч лет.  Повторение мезозоя – это для биосферы нормально, она уже такое переживала. Например, оптимальная концентрация для фотосинтеза растительности нашей планеты углерода примерно 600 частей на миллион так называемых ppm, или 0,06 %. Сейчас она составляет 0,04 %. И это означает, что многие растения находятся в состоянии углеродного голода. Правда, учёные говорят, что если этот оптимум будет достигнут, то там включатся другие механизмы, которые станут сдерживать урожай – болезни растений, конкуренция и другие факторы. А в истории биосферы были периоды, когда концентрация углерода составляла и 1 000 частей. Ничего, пережила планета. А за период наблюдения с 1850 года фиксировали и показатели в 150-300 частей. Это-то и пугает, что за сравнительно небольшой промежуток времени, каких-то 150 лет, концентрация выросла на 100 частей. Плюс к этому серьезные изменения в климате, которые имеют экономические последствия.

– Почему 150 лет назад был такой низкий показатель концентрации углерода?

– В последнюю геологическую эпоху мы существуем в климатической системе, характеризующейся оледенением. Происходит накопление льда на полюсах и похолодание в умеренных и северных широтах. Возможностей биосферы недостаточно, чтобы повернуть процесс вспять. Она изымала углерод из атмосферы, а вернуть его не могла. Газ накапливался в почве, в гумусе (чернозём – чемпион по его содержанию), в торфе, в древесине, в каменном угле. И тут появился человек, который своими действиями стал возвращать углерод в атмосферу, внося дисбаланс.

– Но от этого растительности стало только лучше?

– Только до поры до времени. Что произошло на нашей планете, мы точно сказать не можем. Но то, что сейчас в недрах Земли происходят очень серьёзные изменения, это факт. Смещение полюсов как раз говорит о том, что в ядре и мантии планеты идут серьёзные изменения, которые могут повлиять и на климат.

Беседовала Виктория Передерий