Контроль за парниковыми газами: в России развивают карбоновые полигоны

В Год науки и технологий в Свердловской области открылся карбоновый полигон «Урал Карбон» — один из первых в России. Это уникальная территория, где ученые исследуют накопление парниковых газов и возможности контролировать этот процесс. До 2030 года подобных площадок в стране будет насчитываться около 80. О том, какие растения планируется высаживать на полигонах, создании карбоновых ферм и причем здесь «углеродный налог», читайте в материале портала национальныепроекты.рф.

Практически вся промышленная индустрия основана на добыче ископаемого топлива, сохранившегося в виде органических остатков: нефти, сланца, угля. И все мировое производство пользуется именно этой накопленной энергией органического углерода — карбона.

При сжигании остатков выделяется углекислый газ и вода, или водяной пар. Чем больше углеродных источников используется, тем больше в атмосфере накапливается углекислого газа и тем тяжелее его изымать.

Переизбыток углерода в атмосфере губителен для планеты: он усиливает парниковый эффект, который ее нагревает и вызывает экстремальные изменения климата. Помимо повышения уровня моря из-за таяния льдов в Арктике переизбыток углерода в атмосфере и парниковый эффект могут привести к опустыниванию, таянию вечной мерзлоты и другим необратимым последствиям для глобальной экосистемы.

Для того чтобы предотвратить угрозу для человечества, необходимы технологии изъятия из атмосферы накопленного CO₂ и декарбонизация промышленности — переход на другие источники энергии, например солнце или ветер.

Проекты карбоновых полигонов позволят эффективно оценивать количество углерода в атмосфере и перерабатывать его в кислород благодаря биотехнологиям и рациональному природопользованию.

По инициативе Минобрнауки до 2022 года планируется запуск 20 карбоновых полигонов, а до 2030 года — порядка 80 таких объектов. Их создание соответствует целям инициативы социально-экономического развития России «Политика низкоуглеродного развития».

В конце октября 2021 года на территории Свердловской области был запущен карбоновый полигон — «Урал Карбон». Он стал вторым среди российских карбоновых полигонов, открываемых по программе Минобрнауки РФ.

Полигон представляет собой более 300 га уникальных таежных экосистем, на базе которых ученые изучают особенности поглощения углекислого газа растениями хвойной тайги.

Основной площадкой полигона стала Коуровская астрономическая обсерватория Уральского федерального университета, где установлены пульсационная и стационарная камерная системы для измерения потоков парниковых газов.

За несколько месяцев специалисты модернизировали площадку, разместили необходимое оборудование.

По запросу предприятий Свердловской области ученые Уральского федерального университета также выращивают растения для карбоновых ферм (территорий с увеличенной способностью к переработке углекислоты. — Прим.ред.).

Например, это кормовая культура ваточник сирийский. Он очень стойкий, способен вырасти даже из асфальта и содержит больше протеина, чем кукуруза. При достаточном количестве влаги он может достигать 3 м в высоту.

Кроме того, планируется использовать мордовник шароголовый. Помимо того, что это растение высокоактивно в связывании углерода, в нем содержатся алкалоиды — лекарственные вещества. Ученые предусмотрели дальнейшую утилизацию таких растений, их можно использовать в качестве биотоплива и корма для животных.

Исследования карбонового полигона будут тесно интегрированы в деятельность Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ), созданного по нацпроекту «Наука и университеты».

Первый карбоновый полигон, запущенный под эгидой Минобрнауки, заработал на базе биостанции Тюменского государственного университета (ТюмГУ) также в Год науки и технологий.

Совместно с немецкими экспертами в области климата в ТюмГУ ранее проводились исследования тундровых почв, пожаров и изменения фитоценозов (совокупность растений, растущих в одной местности и формирующих особую экосистему. — Прим. ред.) Севера. Накопленные знания как раз позволили создать на его базе карбоновый полигон.

Он охватывает наиболее характерные для региона типы экосистем: различные виды леса, озера, болота, а также агроценозы (созданные человеком экосистемы. — Прим. ред.).

На Тюменском карбоновом полигоне будет проводиться анализ территории для расчета биологической массы, видового состава растений и состояния почв, сбор информации при помощи беспилотных систем и наземного оборудования.

Одной из ключевых задач тюменских исследователей на карбоновом полигоне является анализ потенциала каждой экосистемы в области поглощения углекислого газа. Наиболее эффективные сочетания видов и сортов растений с точки зрения поглощения углекислого газа станут платформой для запуска карбоновых ферм. Все полученные данные в дальнейшем будут также применяться для построения моделей, позволяющих использовать сведения об углеродном балансе эталонных площадок на других территориях.

Самый первый карбоновый полигон в России был создан группой компаний Ctrl2GO и запущен в сентябре 2020 года.

Он расположен на территории национального парка «Угра» в Юхновском районе Калужской области. Площадь полигона составляет более 600 га. На нем расположены эталонные участки, позволяющие измерять углеродный баланс различных видов растительности: лесные и сельскохозяйственные угодья, заброшенные земли, — а также тестовые участки, где проводятся эксперименты по увеличению секвестрации (связывание атмосферного углекислого газа в виде почвенного органического углерода. — Прим. ред.) территорий.

Ctrl2GO разрабатывает технологии высокоточного мониторинга углеродного баланса природных экосистем, апробирует технологии увеличения секвестрации и регенеративного земледелия и управляет карбоновыми фермами.

Кроме того, ведутся работы по созданию программных продуктов для обработки и использования полученной информации. На основе этих данных создаются цифровые модели — «двойники» — исследуемых участков, показывающие с высокой точностью углеродный баланс каждого из них.

Карбоновые полигоны являются не просто площадками для исследований — у них есть особая международная роль и экономический потенциал.

В 2015 году 72 страны мира, в том числе Россия, подписали Парижское соглашение по климату. По этому договору к 2023 году ЕС планирует ввести «углеродный налог» для компаний-экспортеров, которые реализуют свои товары в Европе.

«Углеродный налог» будет рассчитываться исходя из объема углеродных загрязнений, накапливаемых на производстве товаров. Для каждого предприятия будет введена особая квота на объем реализации своих продуктов на европейском рынке. Исчерпав лимит, иностранные компании будут вынуждены обращаться на биржу квот для покупки их у предприятий, которые не израсходовали свои.

Строительство карбоновых полигонов предоставит стране уникальную возможность не только расширить поглощающий потенциал по переработке углекислого газа, но и заработать благодаря продаже квот. Эксперты-экономисты ожидают, что цены на эти квоты вырастут более чем вдвое к середине следующего десятилетия.