Углеродные выбросы что это
Углеродный ноль: как технологии помогают решить проблему выбросов в атмосферу
В 2015 году 196 стран подписали Парижское соглашение — международный договор, посвященный изменениям климата. Его главной целью стало не допустить глобального роста температуры и сократить количество выбросов углекислого газа в атмосферу. Сегодня углеродная нейтральность — это показатель, которого стремятся добиться компании по всему миру. Microsoft работает над тем, чтобы стать углеродно-отрицательной к 2030 году — это значит, что корпорация будет удалять из атмосферы больше углекислого газа, чем производит. О своей приверженности идеям экологии заявил Netflix — стриминг подсчитал, что в 2020 году его углеродный след составил 1,1 млн метрических тонн, и намеревается добиться нулевых выбросов уже к 2022 году. В 2020 году глава Google Сундар Пичаи объявил, что IT-гигант стал углеродно-нейтральным еще в 2007 году и за 13 лет полностью устранил свой карбоновый след.
В России достигнуть углеродной нейтральности к 2030 году планирует «Сбер». Для «обнуления» собственного следа банк сокращает использование бумаги, перерабатывает пластиковые карты и экономит на электричестве. Немногие российские компании присоединились к мировой борьбе с изменениями климата, но игнорировать проблему становится все труднее. Директор по цифровым технологиям SAP CIS Дмитрий Красюков в своей колонке для Forbes Life рассказывает, как «углеродный ноль» стал важной тенденцией в мировом бизнесе и какие убытки могут понести российские компании, если не будут работать над сокращением выбросов.
Кому и зачем потребовался углеродный налог
К глобальному потеплению можно по-разному относиться на бытовом уровне (кто-то рад мягким зимам в Москве, другим хочется больше снега), но на уровне стран и крупных компаний игнорировать проблему теперь не получится. Именно стремление уменьшить эффект от глобального потепления может в скором времени изменить принцип конкуренции на европейском рынке: важна будет не только цена продукта, но и его карбоновый след.
В России, несмотря на повсеместную осведомленность о проблеме загрязнения атмосферы, говорить о мерах ее преодоления до сих пор не принято, хотя компания BP и Всемирный банк, которые ведут мониторинг вредных выбросов, уверенно ставят нашу страну на четвертое место в мире по количеству эмиссии CO2. По абсолютным показателям Россия (больше 146 млн населения на январь 2021 года) опережает Германию, где проживают более 80 млн человек, и Японию — страну со сравнимым числом населения. По количеству выбросов нас обгоняют только Китай, США и Индия, которые значительно превосходят и по числу жителей.
Но углеродный налог — это не новость. Инициатива возникла в Европе после осознания серьезности проблемы глобального потепления и принятия в 1997 году Киотского протокола. К тому моменту, когда на смену протоколу в 2015 году пришли Парижские соглашения, большинство европейских стран уже ввели специальные обложения, стимулирующие сокращение углеродных выбросов. Появилась также инициатива Science Based Targets, которая объединяет более 1400 бизнесов, взявших на себя обязательства по сокращению в своей деятельности углеродного следа. В 2017 году к инициативе присоединилась компания SAP с целью добиться нулевого показателя выбросов углерода и полностью перейти на использование возобновляемых источников энергии в дата-центрах. SAP также стремится предотвратить выбросы CO2 там, где они связаны с деятельностью компании. К этому относится применение энергоэффективных систем освещения и кондиционирования в офисах, выбор телекоммуникаций вместо бизнес-поездок, поддержка климатических проектов и денежная компенсация выбросов в тех случаях, когда они неизбежны. Необходимость отвечать деньгами за формируемую бизнесом нагрузку на экологию стала нормой, и европейские страны намерены распространить ее и на другие регионы мира.
Чем заметнее углеродный след компании, тем меньшую привлекательность она имеет для потребителей
Активность Европы не случайна. Инициаторами распространения углеродного налога являются не столько правительственные органы или бюрократия ЕС, сколько потребители — они формируют общественное мнение и оказывает влияние на инвесторов. Чем заметнее углеродный след компании, тем меньшую привлекательность она имеет. Сейчас потребители обращают внимание на энергоэффективность тех или иных бытовых приборов, а завтра будут смотреть на углеродный след, покупая смартфон или кофемашину. Это касается и инвесторов, которые уже руководствуются при выборе ESG-рейтингом (Environmental, Social and Governance — Экологическое, социальное и корпоративное управление). Тем, кто за ним не следит, все сложнее привлекать инвестиции для развития.
Углеродный след бизнеса
Свой углеродный след оставляет любая компания, а не только те, кто непосредственно осуществляет выброс CO2 в атмосферу. К примеру, условная ИТ-компания, которая на первый взгляд не имеет никакого отношения к загрязнению воздуха, использует автомобили и авиатранспорт, потребляет электроэнергию, для производства которой используются невозобновляемые источники, закупает продукцию, при выпуске которой осуществляются выбросы углекислого газа. Все это делает борьбу с углеродным следом важной задачей для топ-менеджмента.
Компания Walmart осенью прошлого года объявила о своем намерении стать углеродно-нейтральной к 2040 году и уже активно работает со своими поставщиками, стараясь в ближайшие годы исключить углеродный след из своих цепочек поставок. Крупнейший морской грузоперевозчик Maersk в 2023 году начнет эксплуатацию углеродно-нейтральных контейнеровозов. О своем намерении прекратить страхование электростанций, продолжающих сжигать уголь, сообщила Allianz. SAP удалось сократить выбросы углекислого газа в атмосферу на 43% — это 135 килотонн вместо планирующихся 238 (в 2019 году, для сравнения, их объем составил 300 килотонн). К 2023 году, на два года раньше, чем планировалось, компания полностью избавится в своей работе от углеродного следа.
Как технологии помогут бороться с выбросами
Российским компаниям, прежде всего, нужно понять, что сокращение углеродного следа должно стать частью стратегии и пронизывать всю цепочку добавленной стоимости. Для этого потребуются инструменты для сбора информации по энергоэффективности. На основе качественного анализа данных, который доступен только при условии деления цепочки добавленной стоимости на мелкие этапы (по центрам прибыли и затрат), компании смогут делать выводы и изменять свои процессы в режиме реального времени.
Еще одно интересное решение предлагает компания «Ангара» — оно помогает нефтехимикам, нефтяникам и энергетикам поддерживать чистоту теплообменного оборудования за счет использования нового физического принципа очистки под управлением цифровой технологии. Это позволяет сократить расход ископаемого топлива и выбросов углекислого газа до 40% без остановки технологических процессов предприятия.
Контроль энергоэффективности — начальный шаг в определении и управлении углеродным следом, а конечная точка — создание интеллектуального предприятия. Одна из его составных частей — экологическая нейтральность. На таком предприятии большинство тактических решений принимается с помощью цифровых помощников или с использованием искусственного интеллекта на основе данных. Важно отследить не только собственные выбросы CO2, но и те, что присутствуют в цепочках создания добавленной стоимости компании.
Ответственность — главное качество бизнеса, который стремится быть полезным своей стране
Российские компании учатся управлять собственным углеродным следом, и это уже свидетельствует об ответственности, которую осознают и принимают на себя собственники и руководители. Ответственность — главное качество бизнеса, который стремится быть не только прибыльным, но и полезным своей стране. Мир работает над сокращением выбросов, однако из сферы сознательного этот вопрос перешел в сферу конкретных денег. Маховик прозрачной экономики уже запущен, и остановить его вряд ли получится. Быть прозрачным становится выгодно, так как за непрозрачность придется платить. И российский рынок, и экономики других стран ждут серьезные изменения — компаниям стоит серьезно задуматься над новыми целями и инструментами, чтобы минимизировать риск и финансовые потери.
Миллиардеры против углеродного следа: как Безос, Арно и Маск спасают экологию
Миллиардеры против углеродного следа: как Безос, Арно и Маск спасают экологию
Углеродный след: что каждый должен о нем знать
Когда мы летим в отпуск, едем на автомобиле в магазин или даже смотрим фильм, сжигается ископаемое топливо. При этом выделяются углерод и другие газы, которые негативно влияют на климат. Все выбросы парниковых газов, попадающие в атмосферу из-за деятельности человека, — это так называемый углеродный след. Как мы можем его сократить?
Гость выпуска — основатель и генеральный директор компании «КарбонЛаб» Михаил Юлкин.
Ведущая подкаста — Анастасия Чижевская — консультант в области устойчивого развития и блогер.
Таймлайн беседы
0:57 — Что такое углеродный след и из чего он складывается?
2:33 — Как может обычный человек понять, из чего состоит его личный углеродный след?
3:43 — Что больше всего влияет на углеродный след?
9:07 — Как правильно компенсировать углеродный след?
15:14 — Что значит надпись «углеродно нейтральное производство» на продукте? И всегда ли производители имеют в виду одно и то же?
19:38 — Придется ли нам отказаться от авиаперелетов в будущем?
Что такое углеродный след
Человек воздействует на климат выбросом парниковых газов, которые накапливаются в атмосфере и усиливают парниковый эффект. Все мы так или иначе выделяем парниковые газы: когда едем на работу или готовим обед. Совокупность всех выбросов, на которые повлиял человек — это «углеродный след».
Михаил: Мы используем свет, электричество, тепло — все вместе это дает выброс в атмосферу CO2 и других парниковых газов, например метана. И таким образом мы воздействуем на климат Земли. Это воздействие в последнее время приобретает катастрофический характер: климат меняется очень быстро — так быстро, как никогда за всю историю планеты. И это нехорошо, потому что биологические виды не успевает приспособиться: проблема исчезновения видов, в том числе и человеческого, стоит особенно остро.
Углеродный след складывается из всей деятельности человека. Есть два главных источника — энергетика (прежде всего, сжигание ископаемого топлива) и сельское хозяйство. Это связано с особенностью пищеварения у животных и исчезновением лесов, вырубаемых под пастбища.
Как рассчитать углеродный след
Все, что мы делаем так или иначе оставляет углеродный след. Главная задача — обращать внимание на то, сколько энергии вы расходуете. Существуют специальные калькуляторы, с помощью которых можно посчитать углеродный след. Вы отвечаете на простые вопросы о вашем быте, и алгоритм высчитывает, сколько топлива вы тратите прямо или косвенно.
Например, на сайте Carbon Footprint можно узнать, сколько выбросов создает ваше домохозяйство. Если вы часто летаете — можете посчитать углеродный след ваших полетов. Также вы можете узнать о своем углеродном следе вы можете в приложении Capture и Map my emissions.
Как компенсировать углеродный след
Посадка деревьев, вопреки популярному мнению, не всегда помогает.
Можно посадить на окраине леса березу, а через неделю она погибнет от пожара или вырубки под сельскохозяйственные нужды.
Михаил: Почему-то сейчас сложилось такое мнение, что «если я вот тут что-то выбросил, то мне надо что-то такое сделать, чтобы кто-то это абсорбировал, как бы вытер тряпочкой». Дерево, которое в процессе своего роста поглощает CO2, вроде как компенсирует, нейтрализует выброс, который был связан с человеческой деятельностью. Но не любая посадка деревьев есть способ убрать углеродный след или нейтрализовать его. Часто это превращается в непонятную кампанейщину.
Гарантированный способ — это устойчивое лесопользование. Если вы просто где-то посадили дерево и потом про него забыли и бросили, то судьба его может оказаться самой разной. Посадка дерева ничего не гарантирует. Я считаю, что это, может быть, не самый лучший вариант. Наверно, это один из доступных нам способов «стереть тряпочкой» — посадить дерево. Но здесь есть масса подводных камней.
Один из них — это лесные пожары. Все-таки климат меняется, и не только из нас с вами это зависит. Меняющийся климат создает такие неприятности как волны жары, засуху и, соответственно, лесные пожары. Высаженное дерево без ухода с высокой вероятностью просто сгорит. Или его сожрет короед, который теперь с удовольствием живет в наших северных широтах. Поэтому просто посадить дерево — это не лучший способ компенсировать углеродный след. Лучший способ — это найти такие проекты, которые приводят к снижению выбросов. Это более устойчивое решение, чем высадка деревьев на обочине или на краю леса.
Даже если вы компенсировали свой углеродный след, не факт, что это сделали все остальные — особенно большая промышленность или энергетика. Чтобы компенсировать эффективно, можно поддержать проекты, связанные с возобновляемой энергетикой. В некотором смысле, это более устойчивое решение, чем просто посадка деревьев.
Но, конечно, заботу о деревьях не стоит списывать со счетов. Можно пожертвовать деньги организациям, которые высаживают их и следят за ними. Например, волонтеры Reforestaction высаживают деревья в специально отведенных для этого зонах. В России работает похожий проект «Посади лес».
Как снизить углеродный след в повседневной жизни
Перевозка еды оставляет углеродный след. Чем дальше едет продукт, чем больше посредников стоит между производителем и покупателем, тем больше транспортный след.
Производство мясной продукции оставляет больший углеродный след, чем вегетарианской. Если вы все же выбираете мясную продукцию, то лучше предпочитать местную. При этом переход на вегетарианскую диету не всегда помогает: привезенные издалека фрукты или овощи оставляют даже больший углеродный след, чем местное мясо.
На прилавки магазинов зимой клубника или манго попали явно из других стран. Они были доставлены самолетом, а значит, имеют большой углеродный след. Употребляйте в пищу то, что характерно для каждого сезона и не гонитесь за экзотикой.
Совсем отказаться от автомобиля и пересесть на общественный не всегда возможно. Но все же использование автомобиля можно сделать более экологичным. При выборе машины лучше отдать предпочтение маленькой, а не огромной, которая расходует много топлива. Попробуйте скооперироваться с коллегами или соседями — экологичнее ездить вместе, а не поодиночке. Лучше иметь в семье один автомобиль, а не два. Если живете в крупном городе, можно освоить каршеринг.
Анастасия: Если говорить о личном автомобиле, я сама отказалась от него недавно. Мы продали обе машины — и мою, и мужа — и сейчас пользуемся каршерингом, такси и общественным транспортом. И тратим, как выяснилось, меньше денег. Во многих крупных городах уже есть каршеринг — это и Питер, и Казань, и Сочи. Куда бы я ни ездила за последнее время, везде такая опция была. Поэтому действительно можно подумать как о возможности, и может даже и применить.
Михаил: В принципе, да. По представлению довольно большого количества современных экономистов, экономика будущего — это экономика шеринга. Не так важно владеть, как иметь доступ к ресурсам. Это то, что все время поражало традиционных экономистов: как это?
Оказалось, что иметь, владеть — это то, что заставляет людей работать, зарабатывать, потому что можно купить дом, машину, вторую машину, остров, наконец. А сейчас выясняется, что это не так важно.
Современное поколение выбирает скорее доступность ресурса, возможность им пользоваться независимо то того, принадлежит он тебе или нет и не сильно гонится за желанием владеть. В принципе, это предвидел еще Джон Леннон, который говорил про No Possesions. Это как раз про это.
Анастасия: Да, и про выбор большей свободы.
Пользуйтесь транспортом, только если вам действительно нужно ехать — многие вещи теперь можно делать из дома. Кроме того, можно нанять или попросить кого-то, кто приедет в нужное место за вас.
Михаил: Нынешняя жизнь, стесненная обстоятельствами пандемии, показала, что не обязательно нужно ехать куда-то. Я понимаю, что есть надобность куда-то ехать, например, с инспекцией, чтобы увидеть объект. Бывали случаи, когда мне звонили коллеги из-за рубежа и говорили: «Нам надо поехать в Оренбуржье. У нас там проект по сокращению выбросов. Мы верификаторы и мы не можем ничего про него написать, пока мы не посетим этот объект и не видим воочию». Да, это ситуация, которая требует поездки. Но не обязательно, как выяснилось, ехать для этого из Германии в Россию. Можно найти в России квалифицированных людей, которые поедут и будут вашими руками и глазами: посмотрят, сфотографируют, напишут отчет, и все это онлайн. И, в принципе, так можно все увидеть все, как будто поехал сам. Это требует чуть больше доверия и технологичности, но современность уже позволяет это делать.
Если все же нужно где-то присутствовать лично, можно подойти к этому вопросу более осознанно — например, использовать онлайн-технологии или развивать партнерские связи.
Чтобы не пропускать новые выпуски, подписывайтесь на подкаст и слушайте нас в Apple Podcasts, CastBox, «Яндекс.Музыке», Google Podcasts, Spotify и «ВК Подкасты», а еще в нашем телеграм-канале.
CO2: как получилось, что Россия всем должна, и чем тут поможет океан
Несколько лет назад Россия присоединилась к Парижскому соглашению по изменению климата. И хотя цель документа благая, изложенная там методика расчета эмиссии и поглощения парниковых газов на бумаге превратила нашу страну в один из основных источников загрязнения. И это несмотря на огромные лесные территории, которые участвуют в поглощении, но в расчет не принимаются.
В основе этого поста — лекция кандидата биологических наук Ольги Нестеровой «Морские экосистемы и глобальные изменения климата», которая прошла в Точке кипения Дальневосточного федерального университета.
Исходные данные
Из-за смещения возникает парниковый эффект, который через несколько десятков лет приведет к тому, что изменится климат планеты, уровень вод океана поднимется на 5–8 метров и затопит части суши, где сейчас проживает чуть ли не 30% населения планеты.
В целом мировое сообщество пристально следит за бюджетом углерода. Этим занимается огромное количество международных организаций. Например, вот отчет про общепланетарный углеродный бюджет американской ассоциации U.S. Carbon Cycle Science Program, которая объединяет как государственные, так и частные организации и лаборатории.
Фрагмент отчета U.S. Carbon Cycle Science Program по обороту диоксида углерода за 2020 год
Как проблему начали решать в мире и что не так с Россией
В 1992 году в Рио-де-Жанейро приняли соглашение — Рамочную конвенцию ООН об изменении климата, в которой развитые страны условились действовать совместно в условиях изменения климата. Дальнейшие конференции определяли и уточняли эти действия.
В 1997 году приняли Киотский протокол, который содержал обязательства для стран по сокращению выбросов.
Наследие Киотского протокола — Парижское соглашение от 12 декабря 2015 года. Оно регулирует меры по снижению содержания углекислого газа в атмосфере с 2020 года. 175 стран-участниц, в том числе Россия, подписали документ 22 апреля 2016 года. Сегодня 197 стран — участники Парижского соглашения, из них 185 его ратифицировали.
Парижское соглашение не предусматривает механизма квот и в нем отсутствуют санкции для стран, не справляющихся с выполнением национальных вкладов. Но обязательства стран — участниц Парижского соглашения планируют обновлять каждые пять лет, начиная с 2022 года. Не исключен сценарий появления штрафов за эмиссию.
К сожалению, при подготовке Парижского соглашения Россия не занимала активную позицию в формировании методик расчета экологического налога и выработке доктрины, связанной с низкоуглеродными технологиями. На тот момент было не очевидно, что обсуждались стратегически важные вопросы. Но теперь они могут повлиять на мировую экономику и экологическую политику в целом.
Принятые документы декларируют, что методики прямого измерения выбросов парниковых газов не целесообразны. Вместо этого документы рекомендуют применять коэффициенты в зависимости от состава топливно-энергетического комплекса в каждой стране.
Такой подход приводит к тому, что Россия в принципе всем должна, поскольку у нас есть нефть и газ, которые мы продаем другим странам. А нефте- и газодобыча приводит к огромным выбросам метана из-за утечек и двуокиси углерода при сжигании попутного газа.
И никакие стратегии компенсации этих выбросов в Парижском соглашении и связанных с ним стандартах не предусмотрены.
Естественно, научное сообщество на такое положение вещей отреагировало довольно бурно. Владимир Павленко, доктор политических наук, автор монографий и публикаций по теме глобальной мировой политики, анализируя Киотский протокол, упоминал, что документ не очень выгоден для России.
По его мнению, положение «загрязнителя» может иметь последствия не только для страны в целом, но и для частного бизнеса. Многие зарубежные компании пишут на упаковке товаров, сколько углерода было выброшено в атмосферу во время производства. Уже разработаны стандартные методики расчета такого персонального углеродного следа.
Надо быть готовым к тому, что товары российского производства могут просто не взять на европейский или азиатский рынок, потому что они не маркированы как низкоуглеродные согласно общепринятой методике.
В идеале мы тоже должны перестраивать свою экономику на низкоуглеродную. Но при нынешнем технологическом укладе выбросы пропорциональны развитию. Страны используют нефть и газ для своих производственных мощностей. Чтобы развиваться, нужно выбрасывать — просто нельзя этого не делать. А если мы отказываемся от этого вида энергии, встает вопрос, в какой стране будет размещаться очередное энергоемкое производство? Скорее всего там, где по какой-то методике насчитали положительный углеродный баланс. При этом общая ситуация с выбросами для планеты не изменится.
Леса в расчет не принимают
По оценкам ряда авторитетных экспертов (например, из Института физики атмосферы), Россия — первая в ряду доноров с показателем превышения поглощения над выбросами в 4–5 раз. К донорам также относятся: Канада, Бразилия, Австралия, Новая Зеландия и Швеция. В то время как выбросы превышают поглощение у остальной Европы, США, Китая и Индии.
Как выглядит ситуация согласно Парижскому соглашению?
Парижское соглашение запрещает национальные методики подсчета и использует методику МГЭИК — межправительственной группы экспертов по изменению климата.
Климатическая доктрина предусматривает компенсацию выбросов только за счет поглощения управляемыми лесами. Это такие территории, где ведется полный учет рубок, не бывает пожаров, и идут постоянные мониторинговые исследования. Как оказалось, на территории России таких лесов почти нет.
В наших масштабах управлять огромными лесными территориями крайне сложно и затратно. А один из немногих участков — заповедный бассейн реки Бикин на Дальнем Востоке — сдан в аренду на 49 лет немецким компаниям вместе с поглотительным ресурсом. В отчетах о своей хозяйственной деятельности этот ресурс засчитывается Германии.
По методике МГЭИК реальный поглотительный ресурс в секторе лесного хозяйства — 600 млн тонн, а по оценке наших экспертов, например профессора Владимира Лукьяненко, — свыше 12 млрд тонн в год. Следуя методике, МГЭИК занижает этот ресурс в 20 раз!
Чтобы привести данные МГЭИК в соответствие с реальностью, нам необходимо вести мониторинг всех земель лесного фонда.
На правительственном уровне уже звучат предложения сделать все леса управляемыми. Это технически сложно, поскольку необходимо устанавливать вышки с газоанализаторами для учета состава атмосферы и потоков воздуха, а это не всегда возможно сделать на сложном рельефе. Плюс необходимо будет проводить наземную инвентаризацию запасов углерода и их динамику в фитомассе, аэрофотосъемку гиперспектральной камерой с помощью дронов и дистанционное зондирование земли с искусственных спутников.
В чем смысл и проблема подсчетов
Мы понимаем, что если правильно все посчитаем, сможем заработать на поглощении. Но сначала нужно доказать мировому сообществу, что мы поглощаем.
К сожалению, мы отстаем по этому направлению. В России темой эмиссии парниковых газов в первую очередь заинтересовались энергетики, поскольку им платить экологические налоги. Сейчас подтягивается научное сообщество. Но климатические исследования до́роги. Необходимо ставить оборудование, обрабатывать терабайты записанных данных.
Газоанализатор, подходящий для этой задачи, годами мониторит 26 климатических параметров одновременно, делая 800 измерений в минуту. Для решения таких задач у нас не хватает ни оборудования, ни вычислительных мощностей.
В итоге пока Россия с точки зрения понимания климатических моделей — белое пятно для мирового сообщества.
8 февраля этого года президент подписал указ о необходимости создать собственную климатическую доктрину (Указ о мерах по реализации государственной научно-технической политики в области экологии и климата). Первое, что следует сделать в рамках этой стратегии, — изучать климат и механизмы адаптации к его изменениям. Второе — научиться прогнозировать последствия изменения климата. В результате на базе научных образовательных учреждений и организаций должны появиться новые подразделения, которые будут заниматься этой темой.
Предстоит исследовать много новых междисциплинарных областей. Мы должны показать, что у нас есть планы по снижению выбросов парниковых газов. Необходимо увязать выбросы с поглощением и доказать свое донорство. Иначе как страна рано или поздно мы будем платить огромный экологический налог.
Например, если ставка за одну тонну CO2 будет на уровне 15 долларов, о чем сейчас говорят на международном уровне, то с России попросят 42 млрд долларов, что соответствует
3% ВВП! А с 2035 года ставка может подняться до 35 долларов за тонну.
Углерод в океане
Сегодня речь в Парижском соглашении идет только о суше. Но океан обеспечивает общемировой сток углерода, его тоже надо учитывать при расчете экологических квот.
Океаны занимают бо́льшую часть поверхности нашей планеты и количество углерода в них намного больше, чем на поверхности суши.
Масса углерода в гигатоннах (1 Гт = 10 9 т)
Вся гидросфера (океаны)
Растворенные бикарбонаты и карбонаты (в целом)
Растворенные бикарбонаты и карбонаты (поверхностные воды)
Растворенные бикарбонаты и карбонаты (глубинные воды)
Органическое вещество (растворенное и взвешенное)
Водная биота (масса живых организмов)
Для сравнения
Наземная биота (в целом)
Масса живых организмов
Масса отмерших организмов на поверхности земли
Глобальные циклы углерода в мировом океане очень сложны. Углекислый газ производится живыми организмами, а также попадает в океан из атмосферы. Часть его возвращается в атмосферу, а другая вместе с останками организмов оседает на морском дне: депонируется в донные осадки.
Есть два основных процесса в глобальном круговороте углерода в океане — биологический и физико-химический насосы. Вместе они обеспечивают поглощение CO2 океаном из атмосферы в объеме около 9,7 Гт в год (2,6 Гт углерода в год).
Последние 50 лет этот углеродный поток увеличивался вслед за антропогенным повышением уровня CO2 в атмосфере.
Процессы, обеспечивающие сток углерода в океан
Биологический насос — терра инкогнита. Мы более или менее представляем, что происходит около поверхности океана. Но про океанские глубины известно гораздо меньше.
Лишь малая часть углерода, связанного в верхнем слое океана в результате жизнедеятельности фитопланктона, достигает глубин, где больше не участвует в обмене с атмосферой.
Биологический насос — основные процессы
CO2, полученный в ходе обмена с атмосферой (на схеме выше под цифрой 1), потребляется при росте фитопланктона (2). Зоопланктон питается фитопланктоном и дышит, снова выделяя углекислый газ (3). Фрагменты распада фитопланктона и фекальные пеллеты, формируемые зоопланктоном (4), содержат углерод, частицы которого оседают по отдельности или в скоплениях (5). Но лишь 5–50% общего углерода достигает глубины 100 метров (6). От 2 до 25% оседает между 100 и 500 метрами. Микробы разлагают оседающие частицы, часть из них потребляется зоопланктоном (7), поэтому предполагается, что только 1–15% исходного углерода из поверхностных вод опускается ниже 500 метров. При этом CO2, образовавшийся при окислении органического вещества (дыхании), рециркулирует обратно в поверхностные слои.
Что именно происходит в океанских глубинах, для нас загадка, которая может привлечь будущих исследователей. При этом объемы поглощения CO2 сушей и морем сопоставимы между собой даже с учетом неопределенности расчетов.
В рассчитанных бюджетах углерода мировой океан в первую очередь выполняет роль стока — в отличие от суши, которая является источником парниковых газов.
Важный факт — растворимость CO2 в морской воде возрастает с понижением температуры. В полярных областях CO2 интенсивно поглощается океаном, а в теплой экваториальной зоне он может выделяться в атмосферу. Поэтому холодные воды Арктики и высоких широт в целом содержат больше углекислого газа, чем воды низких широт. В этом смысле другим странам просто невыгодно учитывать эти углеродные циклы.
Значительное содержание CO2 есть и в придонных холодных водах на глубине ниже 4–4,5 тысяч метров, где происходит растворение известковых раковин.
В данный момент концентрация CO2 в атмосфере повысилась с доиндустриального уровня примерно на 40% (по данным на 2016 год). Около трети CO2, поступившего в атмосферу с начала промышленной революции при сжигании ископаемого топлива и древесины, а также при производстве цемента, уже поглощено океаном.
Таким образом, океан — общемировой сток, и его никак нельзя сбрасывать со счетов при оценке углеродного баланса.
Карбоновые полигоны
Как узнать количество и концентрацию парниковых газов в океане и на суше? Проще всего взять готовые климатические модели, ввести туда данные и получить некие бюджеты — расчеты парниковых газов для определенной территории. Но этого недостаточно. Необходимы реальные исследования.
В марте этого года министр науки и высшего образования Валерий Фальков объявил о запуске нового большого научно-образовательного проекта по созданию карбоновых полигонов.
Карбоновые полигоны — специальные территории, где разместят оборудование для сбора данных, на основе которых планируют разработать методики измерения потоков и баланса основных парниковых газов.
Сейчас выделено семь пилотных геостратегических регионов — Калининградская, Свердловская, Новосибирская, Тюменская и Сахалинская области, Чеченская Республика и Краснодарский край. Конкретные территории еще обсуждают, но в Свердловской области уже подобрали две площадки — около Коуровской обсерватории и учебно-опытного лесхоза Уральского лесотехнического университета недалеко от поселка Северка — и выделили на них 40 млн рублей. Там сейчас закупают оборудование и готовятся к исследованиям.
Кстати, один карбоновый полигон в России уже есть — в Калужской области в границах нацпарка «Угра».
Пока речь идет о создании только лесных полигонов, причем на территории управляемых лесов. Но необходимы и морские полигоны, чтобы собрать доказательные данные для учета вклада океана. Такая площадка должна включать в себя сеть наземных стационарных площадок по непрерывному измерению концентрации и потоков парниковых газов в комплексе с гидрометеорологическими и почвенными данными, а также судовые экспедиционные измерения тех же параметров.
Только так мы сможем доказать, что территория Дальнего Востока и арктических морей действительно поглощает огромное количество углекислого газа и метана.
Я надеюсь, что нам удастся получить документальные подтверждения и потом вынести это на обсуждение мирового сообщества для одобрения новых методик. К тому же мы тут не одиноки — буквально на днях пришли новости из Китая, который также взялся за океан и активное озеленение на суше. Но надо понимать, что все это долго и дорого.
Экспедиция ДВФУ вместе с Тихоокеанским океанологическим институтом, где установили оборудование, способное измерять эмиссию паров воды и метана, рассчитывая их концентрацию по ходу судна