Деревья против углекислоты
Вузы разрабатывают технологии поглощения парниковых газов
Российские вузы разрабатывают технологии поглощения углекислого газа на карбоновых полигонах — специализированных площадках, которые охватывают природные ландшафты в разных климатических зонах. Это могут быть леса, моря, осушенные болота, степи, горы — всего полигоны охватывают около 25% репрезентативных типов ландшафтов территории России.
Работа специалистов позволит снизить негативное воздействие газов на окружающую среду и остановить рост температуры земли на несколько градусов.
Пилотный проект по созданию сети карбоновых полигонов реализуется Минобрнауки России на базе ведущих вузов. На специальных высокотехнологичных научно-образовательных площадках проводятся наблюдения за потоками основных климатически активных газов: углекислым газом, метаном и закисью азота, которые напрямую влияют на тепловой баланс земли. Также в рамках проекта ведутся разработки зеленых технологий, которые поглощают атмосферный углекислый газ, защищают, сохраняют ресурсы и восстанавливают поврежденные экосистемы. Будучи научно-образовательными структурами, карбоновые полигоны также служат для подготовки высококвалифицированных кадров. В настоящее время исследования ведутся уже на 17 карбоновых полигонах.
Так, Климатическим центром Новосибирского государственного университета проведена оценка первого в России лесоклиматического проекта. Он позволит нейтрализовать 1,5 млн тонн углекислого газа. Для этого будет высажено 350 тыс. деревьев лиственницы на площади 100 га. Технология взращивания деревьев особенная, потому что почву покрывают природным материалом (опилками, соломой, опавшей листвой) для ее защиты и улучшения свойств земли. Проект долгосрочный и рассчитан на 75 лет.
Кроме того, специалисты центра построили цифровую модель Пироговского леса в Новосибирске, площадь которого составляет 160 га. С помощью программы они подсчитали, что на территории леса растут около 56,7 тыс. деревьев. До конца года в цифровую модель планируется включить данные с системы, анализирующей процесс фотосинтеза. Это позволит составить прогноз поглощения углекислого газа на 20 лет вперед.
На базе Грозненского государственного нефтяного технического университета им. М. Д. Миллионщикова карбоновая ферма размещена на участке бывшей свалки. Местоположение выбрано не случайно, поскольку именно такие территории на протяжении многих лет выделяют большое количество углекислого газа из продуктов разложения мусора, что негативно сказывается на окружающей среде. Для предотвращения серьезных биологических последствий специалистами карбоновой фермы разрабатывается прототип климатического проекта по лесовозведению. Он предполагает высадку деревьев с высоким уровнем поглощения углекислого газа, специально выведенных российскими вузами. Так, в 2021–2022 годах были посажены около 2 тыс. деревьев лип, ивы, шелковиц, вместе с тем до конца 2023 года планируется высадка еще примерно 3 тыс. деревьев. Эти методы в будущем можно будет масштабировать и на другие территории.
На Свердловском карбоновом полигоне на базе Уральского государственного лесотехнического университета исследователи подготовили часть гранитного карьера к высадке деревьев. Также специалисты разработали и оптимизировали утилизацию отходов птицефабрик. Теперь их можно использовать в качестве ценного сырья для удобрения при лесовосстановлении. За 2023 год высажено более 350 сосен с применением разработанного удобрения. Полученные данные внедрения технологии позволят распространить опыт ее применения на другие нарушенные земли в Свердловской области.
На базе Уральского аграрного университета на опытном поле площадью 25 га ведется подбор сортов сельскохозяйственных растений, способных сохранять углерод: техническая конопля, масличный лен, кукуруза и подсолнечник. На поле установлена система с вышкой, которая позволяет тестировать технологии по оценке потоков парниковых газов. А также проводятся наблюдения по изучению скорости фотосинтеза, дыхания растений и почв. Выращенная продукция будет использована для производства волокна и легкого бетона.
Площадки карбонового полигона Сахалинской области расположены в уникальном месте — заливе Анива Охотского моря, в прибрежной части которого растут водоросли, которые сегодня считаются наиболее перспективным морским объектом для разработки технологий по декарбонизации. На карбоновом полигоне высажена рассада ундарии перистой для изучения получения дополнительного эффекта в поглощении СО2 морскими экосистемами. Планируется развитие марикультурных хозяйств с функциями карбоновых ферм — производство BlueCarbon с полным извлечением выращенных водорослей и производство из них биотоплива (биоуголь).
Напомним, карбоновые полигоны — уникальный пилотный проект Минобрнауки России, запущенный в 2021 году. За это время была сформирована сеть территорий для разработки и испытания методик измерения выбросов и поглощения парниковых газов. С привлечением потенциала вузов выстраивается международно признанная национальная система мониторинга климатически активных газов, сохраняются ресурсы и восстанавливаются территории.
Подготовлено при поддержке Минобрнауки.