Сосны и ели против глобального потепления. Как устроен карбоновый полигон возле Екатеринбурга
Карбоновые полигоны — территории, где проводится мониторинг парниковых газов в различных по типу природных экосистемах. В России сеть полигонов начали создавать в 2021 году, один из первых появился на Урале, на территории Коуровской астрономической обсерватории. Проект должен помочь России достигнуть углеродной нейтральности (баланса между выбросом и поглощением парниковых газов) к 2060 году.
Несмотря на важность проектов, для простых обывателей карбоновые полигоны остаются чем-то теоретическим, существующим только на бумаге. При этом на оборудование и организацию работы ежегодно уходят десятки миллионов рублей из бюджета.
Зачем нужны карбоновые полигоны
 Фото: Антон Буценко, 66.RU |
|---|
Заведующая кафедрой экспериментальной биологии и биотехнологий Уральского федерального университета (УрФУ) Ирина Киселева называет четыре задачи, которые стоят перед учеными:
- оценить потоки парниковых газов в атмосфере и сравнить с результатами, полученными 30–50 лет назад;
- понять, какой вклад растительность вносит в накопление парниковых газов в атмосфере;
- выяснить, какие виды деревьев в большей или меньшей степени поглощают углекислый газ и запасают его в виде органического вещества;
- установить, что будет происходить с деревьями при росте концентрации углекислого газа.
«Конкретно наша команда физиологов растений исследует фотосинтез — процесс связывания углекислого газа в тканях растений и удаления его из атмосферы. Нам необходимо оценить, каким образом фотосинтезируют основные породы уральского леса — пихта, сосна и ель. Понимание того, какие деревья лучше всего реагируют на рост концентрации углекислого газа, даст ответ, что лучше высаживать на месте уничтоженных лесов и промышленно деградированных почв», — рассказывает Ирина Киселева.
 Фото: Антон Буценко, 66.RU |
|---|
Что, чем и как измеряют на карбоновом полигоне
Для измерения специалисты используют инфракрасный газоанализатор. Он замеряет уровень углекислого газа до того, как он был синтезирован хвоей дерева и после. Уровень поглощения СО2 одним граммом биомассы хвои используется для расчетов, сколько углерода растение поглощает за сезон, год, десятилетия.
Аппаратная исследовательского центра: вышка, будка с оборудованием, измерительные приборы и сосны, ели и пихты за забором.
Основное оборудование для оценки потоков углекислого газа и метана над экосистемой расположено на верхушке мачты, над лесом. Здесь есть несколько ключевых приборов:
- ультразвуковой высокочастотный анемометр — прибор, который измеряет скорость ветра и его направление;
- газоанализатор для измерения концентрации углекислого газа и водяного пара;
- газоанализатор для измерения содержания метана;
- оборудование, собирающее данные с мачты.
 Фото: Антон Буценко, 66.RU |
|---|
| Мачта над лесом |
«Оборудование позволяет узнать, в какую сторону течет углекислый газ — из атмосферы в растение или наоборот. Если газ идет вверх — это плохо, значит, концентрация парниковых газов растет, если вниз — хорошо, значит, что фотосинтезирующие зеленые растения их поглощают. И тогда мы говорим, что секвестрируем углерод из атмосферы и мир становится прохладнее. Наша задача — понять, как существующая экосистема эмитирует и поглощает парниковые газы», — рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории физики климата и окружающей среды УрФУ Константин Грибанов.
 Фото: Антон Буценко, 66.RU |
|---|
| На экране монитора — график изменения уровня углекислого газа в атмосфере |
Из всех хвойных растений лучше всего поток вниз обеспечивают молодые сосны. Когда лес матереет, то потоки вверх и вниз сравниваются, пользы для секвестрации (захвата и длинного связывания) углекислого газа нет. Когда лес стареет и гниет, он сам становится источником углекислого газа. Поэтому, по словам ученого, важно «запечатать» вещество в дереве — использовать его при строительстве. В случае с льном или коноплей — шить из нее одежду.
Почему именно Коуровская обсерватория
 Фото: Антон Буценко, 66.RU |
|---|
Коуровская лаборатория для размещения карбонового полигона выбрана не случайно. У территории есть ряд преимуществ:
- надежность работы оборудования, в том числе за счет бесперебойной подачи энергии;
- охрана;
- транспортная доступность;
- плоский участок леса с растительностью одинакового размера и отсутствием склонов, которые не подходят для установки мачт.
«Конечно, поставить оборудование в чистое поле, отъехав еще на 100 километров на север, было бы лучше, но снижается вероятность бесперебойной работы лаборатории. А здесь мы можем делать замеры ежегодно», — говорит Константин Грибанов.
Именно на непрерывности процессов исследования настаивают ученые. Несколько лет они будут измерять потоки парниковых газов в атмосфере и прогнозировать, какие растения будут лучше реагировать на рост концентрации метана и СО2 и активнее их поглощать. В результате станет понятно, какие именно культуры стоит выращивать при лесовосстановительных работах.
Что дальше
Специалисты хотят добиться более быстрого накопления и консервации парниковых газов на долгий срок. Чтобы разработать технологии сдвига углеродного баланса, нужно создавать искусственные участки — карбоновые фермы.
Это уже история не о научных исследованиях, а бизнес-проекты. По сути карбоновые фермы — густо засаженные территории, где с помощью специальных технологий увеличивается поглощение углекислого газа и производятся углеродные единицы. После аттестации фермы владелец участка может продавать компенсационные квоты. Покупая их, промышленники-импортеры освобождаются от уплаты углеродного налога.
Готовые участки под карбоновые фермы в Свердловской области существуют. Но нужно решить бюрократическую проблему — правильно оформить их юридически, четкий механизм для этого еще не выработан.
Первая карбоновая ферма работает на площадке агротехнопарка «Уральский». Ученые Уральского государственного лесотехнического университета проводят эксперименты с технической коноплей.
Выделить землю для карбоновой фермы готова ОЭЗ «Титановая долина», но только если появится инвестор. Пока его нет.
Поездка на «Урал-Карбон» прошла в рамках пресс-тура по объектам нацпроекта «Наука и университеты» и научно-популярного маршрута, созданного по инициативе «Научно-популярный туризм» в Десятилетие науки и технологий.
