Карбоновое земледелие что такое
Карбоновое земледелие и его перспективы
Растущая осведомленность и озабоченность по поводу изменения климата стимулирует спрос на углеродное (или карбоновое) сельское хозяйство. В чем тут выгода для фермеров?
Об этом рассказывает Кей Ледбеттер, Техасский университет A&M, цитируя экспертов, в своей статье, опубликованной на сайте университета.
«Углеродное земледелие – это способ ведения сельхозбизнеса, который позволит улавливать или связывать органический углерод почвы, делая возможной продажу углеродных кредитов корпорациям, чтобы они могли компенсировать свои выбросы парниковых газов», поясняет он.
Однако многие вопросы об эффективности карбонового АПК и его ценности для фермера пока остаются без ответа. Будут ли стимулы привлекать достаточное количество фермеров? Насколько сложно будет внедрить и контролировать эти методы улавливания углерода? Получат ли одни фермеры больше выгоды, чем другие? Будут ли фермерам отдавать должное за действия, которые они уже предприняли для сокращения выбросов парниковых газов?
«Человеческая деятельность привела к необходимости извлекать огромное количество глубоко секвестрированного ископаемого углерода в виде ископаемого топлива. При сгорании эти плотные формы углерода выделяют огромное количество углекислого газа», ученый по плодородию почвы из Департамента почвоведения и растениеводства Лаббока Кэти Льюис.
По ее словам, сейчас выделяется больше углекислого газа, чем земные растения и океаны могут естественным образом реабсорбировать. Этот избыток углекислого газа образует покрывало в нашей атмосфере, улавливая солнечное тепло и приводя к изменениям климата.
Карбоновое земледелие работает через комплекс сельскохозяйственных методов, например, таких как No till или обработка с минимальным нарушением почвы, мульчирование, компостирование, покровные культуры и выпас скота, все это способствует в качестве способов секвестрации углерода в почве.
«Потеря углерода из почвы в основном происходит из-за удаления растительных материалов, содержащих углерод, обычно во время сбора урожая. Изменения в управлении земельными ресурсами могут привести к увеличению или уменьшению углерода в почве, создавая новое равновесие. «Выращивание» углерода можно считать успешным, когда чистое количество улавливаемого углерода в почве превышает потерянное количество», говорит Льюис.
В целом Служба охраны природных ресурсов (NRCS) Минсельхоза США выявила не менее 32 методов сохранения углерода на фермах с подтвержденными в лаборатории результатами.
«В Америке ведутся дискуссии о создании «углеродного банка» в Министерстве сельского хозяйства США, который покупал бы у фермеров углеродные кредиты и продавал их корпорациям. Также рассматривается или разрабатывается ряд частных кредитных рынков или программ платежей за выбросы углерода.
Однако для того, чтобы общая структура карбонового сельского хозяйства была успешной, она должна включать разумную политику, государственно-частное партнерство, точные методологии количественной оценки и вспомогательное финансирование для эффективного внедрения прямых, научно обоснованных решений. На самом деле, в настоящее время действительно нет способа узнать, станет ли углеродное земледелие эффективным способом борьбы с изменением климата, но нет никаких сомнений в том, что есть много способов внести изменения в управление земельными ресурсами, которые улучшат здоровье почвы и принесут пользу окружающей среде», сказал Джо Аутлоу.
Исследования по связыванию органического углерода в почве показывают, что Кукурузный пояс США с его хорошей почвой, мягким климатом и надежными осадками является одной из лучших перспектив для жизнеспособного углеродного земледелия.
Кроме того, регионы юга США с продолжительным вегетационным периодом и достаточным количеством осадков, а также регионы со значительным орошением создают жизнеспособные возможности для углеродного земледелия.
«Углеродное сельское хозяйство, вероятно, станет более сложной задачей для фермеров в жарких и засушливых районах страны. Поэтому необходимо учитывать климатические различия, предоставляя при этом ряд вариантов, из которых фермеры и владельцы ранчо смогут выбирать лучшую программу для своей земли», добавил он.
У Минсельхоза США есть веб-инструмент под названием COMET-Farm, который помогает фермерам, заинтересованным в переходе на методы связывания углерода.
Инструмент предоставляет приблизительный углеродный след на основе данных, предоставленных пользователем, и позволяет фермерам исследовать различные сценарии управления земельными ресурсами, чтобы увидеть, какие из них могут работать лучше через смоделированные сценарии будущего.
После завершения создается отчет, где сравниваются изменения углерода и выбросы парниковых газов в соответствии с текущими методами управления и будущими сценариями.
«Как экономист и человек, проработавший много лет в сельском хозяйстве, я бы посоветовал производителям сделать свою домашнюю работу и оценить плюсы, минусы и затраты углеродного сельского хозяйства в сравнении с его потенциальными экономическими и другими преимуществами для их деятельности, а затем решить, стоит ли оно того», заключил Аутлоу.
(Источник: Texas A&M University. Автор: Кей Ледбеттер).
Карбоновое земледелие что такое
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:
физико-химический. Он подразумевает применение различных фильтров и адсорбентов для улавливания углерода на промышленных предприятиях — CO2 собирается в фильтрах, которые затем утилизируются;
геологический. Его суть — в закачивании и консервации углекислого газа в полости земли;
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.
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.
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