В Год науки и технологий в Свердловской области открылся карбоновый полигон «Урал Карбон». Это второй полигон, программа по строительству которых ведётся под эгидой Министерства науки и высшего образования РФ. Карбоновые полигоны — уникальные территории, где учёные, экспериментируя с экосистемами, исследуют технологии контроля эмиссии (выбросов) парниковых газов.
Свердловская область
Практически вся промышленность основана на ископаемом топливе, которое добывается в виде нефти, газа и угля. В них содержится накопленная за сотни миллионов лет энергия органического углерода — карбона. При сжигании этих ресурсов выделяется углекислый газ, и чем больше мы ими пользуемся, тем больше в атмосфере накапливается CO2. Его переизбыток губителен для климата: он усиливает парниковый эффект, который нагревает планету и вызывает экстремальные погодные явления. Чтобы исключить угрозы для человечества, учёные разрабатывают и внедряют технологии изъятия из атмосферы накопленного CO2. Второе направление — декарбонизация промышленности, переход на источники энергии, не связанные с накопленными запасами органических веществ.
Задача карбоновых полигонов — оценивать количество углерода в атмосфере и перерабатывать его в кислород благодаря биотехнологиям и рациональному природопользованию. Как раз недавно на территории Свердловской области был запущен такой полигон: «Урал Карбон». Он включает 300 га уникальных таёжных экосистем, на базе которых изучаются особенности поглощения CO2 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 эту площадку модернизировали и разместили на ней необходимое оборудование. Ожидается, что в образовательной части проекта будут заняты более 400 студентов профильных направлений, 6 профессоров, 18 доцентов и более десятка аспирантов.
Учёные Уральского федерального университета специально выращивают растения для карбоновых ферм: ими будут засажены доступные территории Свердловской области. Это, например, кормовая культура ваточник сирийский, при достаточном количестве влаги способная достигать в высоту 3 метров. А мордовник шароголовый, помимо того, что активно связывает углерод, ещё содержит лекарственные вещества.
Исследования карбонового полигона будут интегрированы в деятельность Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ). Благодаря мерам национального проекта «Наука и университеты» в стране построено уже 15 таких центров. Кроме того, в Год науки и технологий Уральский федеральный университет стал участником федеральной программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030». В ближайшее время ей предстоит изменить привычную модель российских университетов: в стране появятся вузы новой формации, которые будут не только разрабатывать и тиражировать передовые практики научной и образовательной деятельности, но и выстраивать более тесные отношения с научными центрами и предприятиями реального сектора экономики и социальной сферы.
Калужская область
Первый карбоновый полигон в нашей стране был открыт в сентябре 2020 года. Он создан группой компаний Ctrl2GO. Полигон площадью более 600 га расположен на территории национального парка «Угра» в Калужской области. На нём есть эталонные участки, позволяющие измерять углеродный баланс различных видов растительности, а также тестовые участки, где проводятся эксперименты по увеличению секвестрации (так экологи называют улавливание и захоронение углерода) территорий.
На первом карбоновом полигоне занимаются сбором экологически значимой информации. Её получают благодаря космическим, беспилотным и наземным системам, методам полевого анализа территории с учётом объёма биомассы, видового состава растений и состояния почв, программным продуктам для обработки и использования информации, адаптации существующих математических моделей для анализа ситуации. На основе этих данных и технологий создаются цифровые «двойники» исследуемых участков, которые с высокой точностью показывают углеродный баланс каждого из них.
Тюменская область
В Год науки и технологий на базе биостанции Тюменского государственного университета (ТюмГУ) также был создан карбоновый полигон. Он охватывает наиболее характерные для региона типы экосистем: различные виды леса, озёра, болота, а также агроценозы (созданные человеком экосистемы).
Одна из главных задач тюменских исследователей — анализ потенциала каждой экосистемы для поглощения CO2. Для этого изучаются разные сочетания видов и сортов растений. Все полученные данные потом будут применяться для построения моделей, позволяющих использовать сведения об углеродном балансе эталонных площадок на других территориях.
Красноярский край
Вблизи села Зотино в Красноярском крае вознеслась над таёжными лесами исследовательская мачта ZOTTO. Её высота — 304 метра. Установленное на мачте оборудование замеряет количество углекислого газа в атмосфере. Так, с её помощью учёные выяснили, что сибирские леса поглощают примерно одну шестую индустриальных выбросов Европы.
Чтобы получить больше информации о запасах углерода в экосистемах и его обмене между лесами и атмосферой, в красноярском научно-образовательном центре мирового уровня «Енисейская Сибирь» был запущен проект, включающий станцию высотной мачты ZOTTO, широкую сеть постоянных пробных площадей и сеть дендрохронологических станций вдоль Енисейского меридиана. Накопленный опыт позволяет учёным оценивать климатические изменения и предлагать технологии по повышению способности лесных экосистем поглощать парниковые газы.
Среди проектов НОЦ «Енисейская Сибирь» — перспективная система мониторинга лесных пожаров. В настоящее время из-за климатических изменений сдвигаются границы лесов, меняются пожарные режимы... Существующая система не позволяет оперативно обнаруживать возгорания, а также видеть горение под облаками или шлейфом дыма. Ученые красноярского НОЦ разрабатывают систему, которая использует инфракрасный режим и соотносит информацию о пожарах с данными о метеоусловиях, рельефе, транспортных путях и пр. Тестирование технологии в Кежемском районе позволило не допустить роста численности пожаров в 2019 и 2020 годах, который наблюдался в соседних районах Красноярского края.
Какая от этого польза?
Создание сети карбоновых полигонов инициировано Министерством науки и высшего образования. До 2022 года планируется запуск 20 полигонов. Всего же до 2030 года будет построено около 80 таких объектов.
Для чего всё это делается? Карбоновые полигоны — не просто площадки для исследований, у них есть особая международная роль и экономический потенциал. Напомним, в 2015 году десятки стран мира подписали Парижское соглашение по климату. Была среди них и Россия. В рамках этого соглашения к 2023 году Евросоюз планирует ввести у себя «углеродный налог» для экспортно ориентированных компаний, реализующих свои товары в Европе. Он будет рассчитываться исходя из объёма углеродных загрязнений, которые производятся компанией на разных этапах производства её товаров. Для каждого предприятия будет введена особая квота на объём реализации продуктов на европейском рынке. Исчерпав лимит, компании будут вынуждены обращаться на биржу квот, чтобы купить их у тех, кто ещё не израсходовал свои. Строительство карбоновых полигонов предоставит России возможность не только расширить поглощающий потенциал по переработке CO2, но и заработать на продаже квот. Экономисты ожидают, что цены на них вырастут более чем вдвое к середине следующего десятилетия.
Получение достоверных сведений о выбросах и поглощении парниковых газов в разных регионах поможет заинтересованному бизнесу. Оно позволит оценить экономические эффекты, связанные как с повышением издержек при изготовлении определённой продукции (пресловутый «углеродный налог»), так и с продажей компенсационных квот на выбросы CO2.
