Углеродный полигон что это
Чем карбоновый полигон отличается от фермы?
— Николай Дмитриевич, что такое карбоновый полигон и для чего он нужен?
Одним из главных способов борьбы с изменениями климата считается декарбонизация экономики. Декарбонизация — это снижение экологического следа, который тянется за любой продукцией или сервисом. Нам нужно как можно меньше выбрасывать в атмосферу парниковых газов, нагревающих атмосферу. И одновременно это набор технологий, которые должны извлекать уже выброшенные газы из атмосферы, чтобы снизить их концентрацию и замедлить процессы нагревания.
И вот вопрос: меньше выбросов, больше поглощения – а как это измерить? Как понять, какая индустрия или какая территория имеют длинный и опасный экологический след, а кто вполне освоил набор так называемых низкоуглеродных технологий и полностью соответствует мировым стандартам климатической безопасности? Нам нужны методики измерения выбросов и поглощения парниковых газов. И желательно не только наземные, пусть и оснащенные современными сенсорами и приборами, а еще и дистанционные, чтобы можно было из космоса или с летательных аппаратов проводить мониторинг углеродного баланса больших территорий. Вот для разработки и испытания таких методик и создается национальная сеть карбоновых полигонов. Они расположены от Сахалина до Калининграда и имеют в своем составе леса, болота, сельскохозяйственные угодья, ведь нам нужны расчеты по всем типам экосистем нашей страны.
— Чем карбоновая ферма отличается от полигона?
— Карбоновые фермы — это вторая часть уравнения. Помните, нужно обязательно сокращать выбросы парниковых газов, но не менее важно применять технологии их захвата из атмосферы и депонирования, чтобы они перестали нагревать планету. Есть много вполне реальных и совсем фантастических способов это делать — от аэрозолей в тропосфере, экранирующих солнечный свет, и удобрений мирового океана для усиления роста поглощающих углекислоту водорослей до специальных устройств, которые извлекают СО2 прямо из заводской трубы и не дают уйти в воздух. Но это либо непредсказуемо по последствиям, либо очень дорого и не вполне эффективно. Поэтому самым надежным способом снизить выросшую до опасного уровня концентрацию углекислого газа является использование земных экосистем — ведь растения отлично справляются с извлечением СО2 и его хранением в виде растительной биомассы, например, лесов, или в почве.
Карбоновые фермы нужны для того, чтобы максимально активно поглощать углекислый газ при помощи растительного мира, наших экосистем, будь то леса или плантации специальных растений. Или сельскохозяйственные угодья, на которых применяют особые агротехнологии, чтобы не только выращивать обычную продукцию, но одновременно «закачивать» атмосферный углерод в почву на долгое хранение. Карбоновые фермы, которые создаются параллельно с полигонами, предназначены для отработки этих специальных технологий, оптимальных для разных широт и типов экосистем.
Перед нами две стороны одной медали: на карбоновых полигонах исследуются методы измерения, а карбоновые фермы — место, где на практике применяются эти методы для того, чтобы у нас были высокоэффективные технологии поглощения углекислоты земными экосистемами.
В недалеком будущем это превратится в отдельную большую индустрию, которая называется секвестрационной. Такая индустрия — это один из главных козырей России на ближайшие 30-40 лет, поскольку у нас есть огромные территории, покрытые лесом и другой растительностью, есть свободные земли под создание больших «углеродных» плантаций. Словом, надо использовать природные и территориальные преимущества России в этом новом дивном мире тотальной декарбонизации.
— Количество полигонов и ферм должно быть идентичным?
— Это независимые друг от друга явления. Совершенно не обязательно устраивать ферму рядом с полигоном. Понятно, что на самом старте остро чувствуется дефицит квалифицированных кадров — а они нужны и на полигонах, и на фермах. Поэтому сейчас экспериментальные полигоны и фермы расположены поблизости, а иногда вообще на одной территории.
Но карбоновых ферм становится все больше и больше. Во всем мире секвестрационная индустрия находится «на низком старте». Для России принципиально важно стать мировым лидером в этом вопросе и сразу набрать высокий темп развития карбоновых ферм по всей стране.
В планах Министерства создать плотную сеть карбоновых полигонов по всей стране, а каждый полигон — это точка притяжения и роста новых секвестрационных предприятий — карбоновых ферм.
— Площадь земельного участка имеет значение?
— Для карбонового полигона площадь земельного участка не имеет значения. Важно, чтобы изучаемые экосистемы были представлены во всей полноте. На одном полигоне может быть не одна, а две-три экосистемы, особенно если полигон большой.
А вот для карбоновой фермы размер имеет значение. Смысл экономики на карбоновых фермах — это монетизация их деятельности. Наверное, уже в этом или следующем году можно будет использовать сертифицированные методы измерения углеродного баланса, которые позволят точно посчитать, какое количество углекислоты изъято из атмосферы на каждой карбоновой ферме. Это количество учитывается в специальных карбоновых регистрах, поглощенным углеродом торгуют на биржах, в буквальном смысле «деньги из воздуха». Но эти деньги вполне реальны и являются отражением той важности и срочности, с которыми нужно относиться к проблеме климатических изменений. А тут и эффективная борьба с глобальным потеплением, и серьезный заработок.
У больших карбоновых ферм на их обширной территории поглотится больше СО2, соответственно больше заработок. Так что, чем больше карбоновая ферма, тем она экономически эффективнее. Но за большой территорией нужен уход. Это не просто забытый всеми лес, куда раз в год приезжают собрать «углеродный» урожай. Нужны противопожарные мероприятия, борьба с болезнями и вредителями, новые сорта и породы растений, набор лесных и агротехнологий, техника и многое другое. Вполне себе серьезный бизнес, требующий квалификации, внимания и инвестиций.
Как Россия создает сеть карбоновых полигонов и зачем они нужны
В России создается сеть карбоновых полигонов, предназначенных для мониторинга парниковых газов и создания методики расчетов способности поглощения углерода окружающей средой из атмосферы. Recyclemag разбирался с тем, зачем нужны полигоны, у каких регионов самый большой потенциал и специалисты каких профессий будут работать над новыми экологическими вызовами.
Что такое карбоновый полигон и для чего он нужен
Россия готовится к новым экологическим вызовам с помощью науки. Поэтому развитие карбоновых полигонов и ферм происходит под эгидой Министерства науки и высшего образования РФ. О необходимости создания в стране не менее 80 подобных научных площадок руководитель министерства Валерий Фальков заявил еще год назад, на запуске первого такого проекта в Калужской области.
На этих площадках будут создавать систему измерения секвестрации (трансформации углерода в воздухе в почвенный углерод) и эмиссии углерода. То есть, проще говоря, определять, сколько та или иная территория, тот или иной объект поглощает углерода и сколько парникового газа производит.
Для полноты учета географических особенностей климата и почвы сначала было выбрано семь пилотных регионов — от Калининграда до Сахалина. Но уже сегодня число регионов-участников проекта значительно увеличилось.
Дорожная карта
Первый карбоновый полигон был открыт в Калужской области компанией Ctrl2GO в сентябре 2020 года в нацпарке «Угра» на площади 600 га.
— Нам нужно измерить ровно то количество СО2, которое поглотилось. Как раз наш карбоновый проект направлен на это. Первое, что мы делаем, – это снимаем всю территорию со спутника, с разными спектральными характеристиками, используем радары. Затем снимаем эту же землю с помощью беспилотных систем. Полигон нужен для калибровки спутниковых данных и данных беспилотников. Выделение эталонных участков позволит экстраполировать результаты на остальную территорию и получить точные данные о поглотительной способности разных типов ландшафтов. А сеть полигонов необходима для одновременного мониторинга углеродного баланса больших территорий, – рассказал специальный представитель Министерства науки и высшего образования РФ по экологической и биологической безопасности, научный руководитель проекта «Карбон» группы компаний Ctrl2GO Николай Дурманов.
— Каждый полигон создается в партнерстве университетов и научных организаций. У каждого из них уникальная исследовательская повестка и образовательная и просветительская миссия. Наша задача — включить в эту большую работу и поднять уровень культуры по проблеме у студентов и школьников, — отметил на открытии проекта министр Валерий Фальков.
И вот уже новостные ленты запестрели подобными сообщениями из разных мест. В Краснодарском крае карбоновый полигон построят в Геленджике. Карбоновый полигон на Сахалине охватит морскую экосистему залива Анива, а после 2023 года и остров Итуруп. Оператором полигона стал Сахалинский государственный университет, а партнерами – крупные компании региона. Для решения этих задач на базе университета создан климатический центр.
Подобный климатический центр открыт и в Новосибирском государственном университете. Власти региона выделили первые 20 тысяч га земель под карбоновые полигоны из планируемых 100 тысяч га. С помощью Международного математического центра НГУ здесь разработали «карболятор» – калькулятор углеродного следа.
Первые исследования на карбоновом полигоне «Росянка» в Калининградской области провели ученые и студенты Балтийского федерального университета им. Канта. На торфянике Виттгирренском планируется изучать не только климатически активные парниковые газы, но и тестировать технологии вторичного заболачивания осушенной территории. Известно, что болота являются естественными «хранилищами» углерода. На полигоне располагается мобильная лаборатория, работающая от солнечных батарей. Здесь будут делать экспресс-анализы только что отобранных проб торфа, воды, воздуха. А работать на полигоне планируется вахтовым методом.
А томские ученые, присоединившиеся к глобальному проекту, планируют создать карбоновый полигон и ферму в пойме реки Оби. Одним из инструментов исследований станет первая в России установка прямого захвата углерода, разработкой которой занялись Томский государственный университет совместно с научными институтами СО РАН. Исследования на базе полигона позволят оценить роль поймы Оби в регуляции климата и насыщения мирового океана парниковыми газами.
Какие растения подходят для карбоновых ферм
Один из главных просветителей карбоновой темы, эксперт Николай Дурманов в интервью на сайте министерства пояснил разницу между этими понятиями.
— Перед нами две стороны одной медали: на карбоновых полигонах исследуются методы измерения, а карбоновые фермы — место, где на практике применяются эти методы для того, чтобы у нас были высокоэффективные технологии поглощения углекислоты земными экосистемами. Ведь растения отлично справляются с извлечением СО2 и его хранением в виде растительной биомассы, например, лесов, или в почве. Карбоновые фермы нужны для того, чтобы максимально активно поглощать углекислый газ при помощи растительного мира, наших экосистем, будь то леса, плантации специальных растений или сельскохозяйственные угодья, на которых применяют особые агротехнологии.
Такая ферма появилась как раз на карбоновом полигоне в Калужской области, где в числе других растений были высажены на плантации и саженцы павловнии. Дерево вырастает на 4–5 метров в год, его способность поглощать углекислый газ ученые оценивают в 15-20 раз выше, чем у сосны.
В Воронежской области создают Лесную углеродную плантацию площадью 3 тысячи га, где ученые Воронежского государственного лесотехнического университета (ВЛГТУ) им. Г. Ф. Морозова будут «испытывать» деревья, наиболее эффективно поглощающие углерод. В ботаническом саду Уральского федерального университета также выращивают высокопродуктивные растения, которыми могут засадить карбоновые фермы.
На базе Омского аграрного университета создали карбоновый полигон, а по сути ферму, где специалисты высадили несколько видов сельскохозяйственных культур и будут изучать их влияние на атмосферу.
Профессии «зеленого» будущего
Для «зеленой» экономики потребуются специалисты, каких сегодня еще не готовят в российских вузах. В ближайшем будущем могут появиться такие профессии, как «карбоновый брокер», менеджер по карбоновым кредитам, управляющий климатическими проектами.
В октябре зампред правительства Дмитрий Чернышенко сообщил, что в четырех российских вузах начали готовить специалистов для карбоновых полигонов. Например, Сахалинский госуниверситет совместно с Высшей школой экономики запустит программу дополнительного профессионального образования по углеродному регулированию для сотрудников организаций – участников полигона. Их будут учить подготовке и верификации углеродной отчетности, анализу потенциала снижения эмиссии и управлению климатическими проектами.
При таком громадном наличии лесных угодий и заброшенных сельхозземель у России есть все шансы стать мировым лидером по поглощению СО2, считает Николай Дурманов. И нужно не мешкая монетизировать этот потенциал. Когда будет подсчитан углеродный баланс, карбоновые фермы могут продавать свой «углеродный» урожай, развивать «зеленую» экономику и пополнять доход страны. Буквально делая деньги из воздуха. То есть, из углекислого газа.
В России создан первый карбоновый полигон
В России создан первый в стране углеродный (карбоновый) полигон для разработки и испытаний технологий дистанционного и наземного контроля эмиссии парниковых газов и других значимых для изменения климата параметров на лесных территориях и сельскохозяйственных землях.
На полигоне «Карбон» прошел научный семинар «Система экологического контроля с использованием технологии дистанционного измерения углеродного секвестрационного потенциала территорий», в котором приняли участие Министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков, помощник президента РФ Андрей Фурсенко, губернатор Калужской области Владислав Шапша, генеральный директор Ctrl2GO Алексей Белинский, а также ученые, эксперты и представители бизнеса.
Министр науки и высшего образования России Валерий Фальков отметил важность и актуальность появления подобного рода проектов: «Сохранение окружающей среды при растущем антропогенном воздействии является одним из ключевых приоритетов Стратегии научно-технологического развития РФ. В рамках национального плана мероприятий адаптации к изменениям климата и ряда международных климатических соглашений и стандартов, российская наука интенсивно работает над созданием эффективных инструментов мониторинга и расчета экологических отпечатков в промышленности, лесном и сельском хозяйстве, используя при этом как мировой опыт, так и собственные уникальные решения».
Работы на полигоне в Калужской области проходят в несколько этапов — создание цифровых моделей исследуемых эталонных участков, полевой анализ территории для расчета биомассы, видового состава растений и состояния почв, сбор информации при помощи космических и беспилотных систем, наземных сенсоров.
Полученный массив научной информации будет сведен в единый цифровой банк данных и проанализирован с использованием методик искусственного интеллекта, обработки больших массивов данных и машинного обучения.
Международная группа компаний Ctrl2GО предоставляет комплексные цифровые решения для различных отраслей промышленности в области Индустрии 4.0. Объединяет квалифицированных инженеров и разработчиков, в активе компаний группы собственные изобретения и прикладные программы, а также патенты в сфере цифровых решений для внедрения в машиностроении, транспорте и сельском хозяйстве, в добывающей, авиационной и судостроительной промышленности, электроэнергетике. Входит в топ-3 крупнейших поставщиков решений для анализа данных в России и топ-100 крупнейших ИТ-компаний страны по данным рейтинга CNews.
Проекты Группы Ctrl2GO в области дистанционного мониторинга сельскохозяйственных угодий, а также опыт их применения в сельскохозяйственной позволяют считать компанию технологическим лидером в этой области, а проект карбонового мониторинга — областью прямой компетенции с высокими шансами на его успешное выполнение.
Технологии карбонового мониторинга имеют сходство с ранее разработанными и апробированными методами дистанционного и полевого контроля для сельского хозяйства. У команды Ctrl2GO имеются опыт создания специальных программных продуктов для обработки технологической и экологической информации.
Бизнес на карбоновых полигонах: как делать деньги из воздуха
Новосибирская область попала в число девяти регионов РФ, где Министерство науки и высшего образования РФ планирует реализовать проекты по созданию карбоновых полигонов. Кроме Новосибирской области карбоновые полигоны появятся в Калининградской, Московской, Свердловской, Тюменской, Сахалинской областях, а также в Татарстане, Чечне и Краснодарском крае.
Министр науки и инновационной политики Новосибирской области Алексей Васильев рассказал РБК Новосибирск, что в настоящий момент власти подбирают земельные участки, расположенные в районах Новосибирской области, для использования в пилотном проекте.
«В силу большого объема эта работа еще не завершена», — констатировал министр.
Карбоновые полигоны — это территории для разработки и испытания методик измерения выбросов и поглощения парниковых газов.
Карбоновые фермы — это территории, на которых с помощью специальных технологий увеличивается поглощение углекислого газа и производятся углеродные единицы. Их в качестве компенсации выбросов парниковых газов в атмосферу должны будут покупать производства, неспособные перейти на углеродонейтральную продукцию. Страны Европы и Россия сделали заявления о стремлении достигнуть к 2050-2060 годам углеродной нейтральности.
Проректор по научно-исследовательской деятельности НГУ Дмитрий Чуркин рассказал РБК Новосибирск, что углеродная единица будет представлять собой торгуемый сертификат, который будет предоставлять право на выброс 1 т углекислого газа.
«Углеродные единицы верифицируются международными держателями реестров таких единиц — российской регуляторики пока не создано. Торгуются на специализированных биржевых площадках — западных и китайских, российских пока не создано, — либо напрямую передаются организации-эмитенту парниковых газов в рамках прямых договорных отношений», — рассказал Чуркин.
По его словам, этим видом бизнеса будут заниматься не предприятия, а «специальный новый слой технологических предпринимателей».
Размер имеет значение
Специальный представитель Минобрнауки России по вопросам биологической и экологической безопасности Николай Дурманов рассказал, что для создания карбоновых ферм площадь земельного участка имеет значение. Чем больше по площади карбоновая ферма, тем больше она сможет поглотить СО2 и, соответственно, тем она экономически выгоднее.
«Но за большой территорией нужен уход. Это не просто забытый всеми лес, куда раз в год приезжают собрать «углеродный» урожай. Нужны противопожарные мероприятия, борьба с болезнями и вредителями, новые сорта и породы растений, набор лесных и агротехнологий, техника и многое другое. Вполне себе серьезный бизнес, требующий квалификации, внимания и инвестиций», — сказал Дурманов.
По словам эксперта лесного отдела GreenPeace России Вилена Лупачика, у Новосибирской области есть колоссальный потенциал лесоводства на неиспользуемых сейчас землях сельхозназначения. Это касается, в том числе производства углеродных единиц.
«В Новосибирской области пригодно для лесоводства около 4,4 млн гектаров заброшенных сельхозземель, из которых около 350 тыс. гектаров уже заросли сомкнутым молодым лесом. Если использовать для лесоводства все заросшие сельхозземли и половину из пока еще непокрытых лесом неиспользуемых сельхозземль, это позволит производить ежегодно не менее 13 млн углеродных единиц, то есть поглощать не менее 13 млн тонн СО2 ежегодно», — рассказал Лупачик РБК Новосибирск.
В Новосибирской области центром развития карбоновых ферм будет НГУ. К созданию карбоновых полигонов в Новосибирской области также примут участие Институт цитологии и генетики СО РАН, Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Центральный сибирский ботанический сад СО РАН.
В августе этого года, на международном форуме «Технопром-2021», на базе НГУ открыли климатический центр для развития карбоновых ферм. Проректор по научно-исследовательской деятельности НГУ Дмитрий Чуркин рассказал, что центр будет проводить исследования на карбоновом полигоне, а также координировать создание карбоновых ферм на площади 20 тыс. га. Всего для проведения эксперимента власти Новосибирской области планируют выделить 100 тыс. га земли.
По словам Лупачика, нижняя граница поглощения углекислого газа на 1 га леса составляет 2 т. Таким образом, в случае создания карбоновых ферм на площади 100 тыс. га растительность может поглощать 200 тыс. т углекислого газа.
«Можно сравнить, например, с выбросами легкового транспорта: на 1 км приходится около 150 г/км выбросов СО2, средний пробег около 15 тыс. км в год, т.е. 200 тыс. тонн поглощенного СО2 соответствует ежегодным выбросам от примерно 90 тысяч легковых автомобилей», — сказал Лупачик.
При этом эксперт отметил, что поглощение углекислого газа на природных территориях будет компенсировать выбросы от лесных и других ландшафтных пожаров.
На форуме «Технопром-2021» министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков заявил, что из числа всех экспериментальных регионов и университетов проект Новосибирской области наиболее проработан.
Губернатор Новосибирской области Андрей Травников заявил, что оценка экономической эффективности карбоновых ферм будет дана после формирования первой группы участков. Только затем будет рассматриваться вопрос о масштабировании этой деятельности и подборе других земельных участков.
Подписка на новости РБК Новосибирск в соцсетях: Telegram, Facebook, ВКонтакте
Выловить и «запереть» CO2: как устроены карбоновые полигоны и фермы
Россия активно развивает новое направление – карбоновые полигоны (от англ. carbon – углерод). В стране планируется создать около 80 таких площадок – их разместят на полях, болотах и лесах от Сахалина до Калининграда.
Первый такой объект появится на землях сельскохозяйственного назначения площадью 600 га в Калужской области, расположенных в границах национального парка «Угра».
Основное предназначение карбоновых полигонов – мониторинг в атмосфере вредных газов, которые нагревают планету и тем самым негативно влияют на климат. Ничего общего со сферой отходов карбоновые полигоны не имеют. Природные территории и экосистемы останутся нетронутыми, но здесь будут активно работать ученые.
Главная задача исследователей – брать пробы почвы и растений, чтобы оценить объем поглощенного ими оксида углерода. Следующая задача более трудоемкая и важная – создать технологии по улавливанию и хранению CО2. Вредные для климата газы не должны попасть в атмосферу, их необходимо «запереть» в недрах на долгие годы, то есть оставить в болотах, лесах и почвах.
Если правильно извлечь углерод из атмосферы, то можно использовать его на благо человечества. Например, выращивать на его основе быстрорастущие растения или использовать при производстве инновационного углеродного волокна.
«Сейчас задача – рассчитать углеродный баланс России. Согласно Парижскому соглашению, Россия должна сократить выбросы парниковых газов. Те страны, которые не слишком преуспеют в этом, начнут платить: их продукция, идущая на экспорт в Евросоюз, будет облагаться специальным налогом. В России большой потенциал секвестрации, то есть поглощения углерода», – объяснил «Экологии России» вице-президент академии наук Чечни Ибрагим Керимов.
Работы ученых помогут понять, какие индустрии и территории имеют опасный экологический след. В дальнейшем их переведут на более низкоуглеродные технологии, которые будут соответствовать мировым стандартам.
«Нам нужны методики измерения выбросов и поглощения парниковых газов. И желательно не только наземные, пусть и оснащенные современными сенсорами и приборами, а еще и дистанционные, чтобы можно было из космоса или с летательных аппаратов проводить мониторинг углеродного баланса больших территорий. Вот для разработки и испытания таких методик и создается национальная сеть карбоновых полигонов», – приводятся на сайте министерства науки и высшего образования РФ слова заместителя председателя Экспертного совета по вопросам контроля углеродного баланса Николая Дурманова.
У российских исследователей уже есть первые наработки. Они выяснили, что лучше всего СО2 из атмосферы улавливают заброшенные земли сельхозназначения.
Вторая часть управления газами – создание карбоновых ферм. Они нужны для того, чтобы максимально поглощать углекислый газ при помощи растительного мира. Чем больше территория фермы, тем лучше там идет процесс улавливания.
«На карбоновых полигонах исследуются методы измерения, а карбоновые фермы – место, где на практике применяются эти методы для того, чтобы у нас были высокоэффективные технологии поглощения углекислоты земными экосистемами», – добавил Николай Дурманов.
Эксперты убеждены, что карбоновая индустрия станет главной «фишкой» России на ближайшие 30-50 лет. В нашей стране есть огромное количество лесов и свободных земель, которые можно использовать для «углеродных» плантаций.