Млечный Путь Номер 1 (27) 2019 год - Ефим Аронович Гаммер
Теперь можно переходить к парниковому эффекту, о котором столько говорят в последние десятилетия.
Парниковый эффект - это повышение температуры нижних слоев атмосферы за счет того, что некоторые газы препятствуют излучению тепловой энергии с поверхности планеты в космическое пространство. Он играет решающую роль в сохранении жизни на Земле - если бы парникового эффекта не было, температура была бы почти на 40 градусов ниже, чем сейчас.
Создается парниковый эффект водяным паром, углекислым газом, метаном и озоном. Но основная доля приходится на водяной пар, его высокая "готовность" задерживать излучение понятна из графика.
На графике по оси абсцисс указаны длины волн ИК-излучения, на которых углекислый газ и водяной пар поглощают тепло.
Очень обстоятельные исследования парникового эффекта были проведены в Национальном центре атмосферных исследований (NCAR - National Center for Atmospheric Research) - одной из крупнейших организаций, которая вот уже много десятилетий занимается исследованиями атмосферы. Они так оценили удельный вес газов в создании эффекта:
водяной пар - 60%;
углекислый газ - 26%;
озон - 8%;
метан - 6%.
Исследования, проведенные в Ливерморской национальной лаборатории (Lawrence Livermore National Laboratory), показали, что облака (водяного пара) усиливают парниковый эффект в нелинейной пропорции.
Тогда доля водяного пара возрастает до 70%, а доля углекислого газа снижается до 22%.
То, что водяной пар оказывает более сильное воздействие, не должно удивлять - его в атмосфере примерно в 30 раз больше, чем углекислого газа, - около 1%. Если весь водяной пар осадить на землю, то получится слой толщиной примерно в 25 миллиметров!
Приходится констатировать - борьба с выбросами углекислого газа в атмосферу и борьба с парниковым эффектом - это не одно и то же. Если удастся снизить выбросы углекислого газа в атмосферу на 20%, то парниковый эффект снизится всего на 4-5%.
Но на проходившей со 2-го по 14 декабря 2018 года в польском городе Катовице 24 конференции ООН по климату говорили только об углекислом газе. О водяном паре вообще не упоминалось, а о метане - третьем по важности компоненте атмосферы, создающем парниковый эффект, упомянули вскользь. Была объявлена цель - мобилизовать страны мира для предотвращения необратимых катастрофических климатических изменений. В материалах конференции подробно описываются те ужасы, которые могут ожидать мировое сообщество, если оно допустит повышение температуры на планете более чем на 2 градуса. Более того, в заключительном документе говорится, что человечество может удержать глобальное потепление в рамках 1,5 градуса. Правда для этого потребуются невероятные средства. Была приведена оценка - нужно расходовать по 2400 миллиардов долларов ежегодно в течение ближайших 20 лет. Цифра настолько ошеломляющая, что пришлось несколько раз перепроверять - может, приписали лишний нолик в конце - по ошибке? Нет, действительно 2400 миллиардов в год на борьбу с выбросами углекислого газа, хоть парниковый эффект и создается в основном другим газом.
Стоит особо отметить, что финансовым операциям - одной из главнейших функций "борьбы" с выбросами углекислого газа - на конференции уделялось большое внимание. Планируется создание международных брокерских компаний, онлайн-магазинов, торговых платформ, которые будут торговать "углеродными компенсациями" - кредитами на снижение выбросов углекислого газа.
Вспоминается фантастический роман А. Беляева "Продавец воздуха" (1929 год). В этой книге некто Бэйли создает ажиотаж и панику в связи с изменением климата на Земле, чтобы начать торговлю воздухом... Фантастика становится реальностью?
На конференции широко обсуждался и получил одобрение грандиозный проект CCS (Carbon capture and storage).
Проект предусматривает строительство специальных улавливателей углекислого газа на электростанциях, других крупных источниках его выброса в атмосферу с последующим захоронением отобранного углекислого газа в хранилищах под землей. Оставим в стороне этическую часть проблемы - хранение под землей всего лишь отодвигает решение проблемы на потом, предлагает заняться этим нашим внукам, ведь подземный газ никуда не денется и когда-нибудь начнет просачиваться наружу.
Первая электростанция с улавливателем углекислого газа - Schwarze Pumpe - начала работать в Восточной Германии в 2008 году. Специальные фильтры улавливали 80 - 90% выделяемого углекислого газа. На обеспечение процесса расходовалось более 25% вырабатываемой электростанцией энергии. Стоимость выработанной электроэнергии возросла почти вдвое. В 2014 году проект был закрыт по финансовым соображениям.
На снимке - электростанция Schwarze Pumpe близ Берлина. Обратите внимание на градирни. Станция резко сократила выброс углекислого газа в атмосферу, но увеличила выбросы водяного пара...
Лучшая судьба оказалась у проекта частичной модернизации угольной электростанции W.A Parish с улавливанием углерода после сгорания. Улавливание двуокиси углерода началось 10 января 2017 года. Углекислый газ (чистота 99%), улавливаемый с электростанции, сжимается и направляется к нефтяному месторождению Западное Ранчо в 82 милях, штат Техас, где используется для повышения нефтеотдачи. Ожидается, что миллиард (финансировало государство) вложений в этот проект окупится через 10-20 лет. Есть ли угроза, что закачанный в нефтяные скважины углекислый газ начнет вырываться наружу при истощении скважин, не говорится.
На конференции по климату в Катовице было отмечено, что уже построено или находятся в стадии строительства 23 подземных хранилища углекислого газа общей емкостью в 40 миллионов тонн (http://www.cop24.co2geonet.com/media/3651/joint-press-release.pdf). То есть их суммарная емкость составляет одну тысячную от ежегодного выброса углекислого газа в атмосферу. Для захоронения хотя бы половины вырабатываемого углекислого газа потребуется увеличить строительство этих хранилищ в 500 раз. Это и объясняет запрос на выделение ежегодных 2400 миллиардов долларов.
К сожалению, за рамками конференции остался проект развития лесов и зеленых насаждений. Один гектар зеленой дубравы поглощает 18 тонн углекислого газа в год и выделяет 11 тонн кислорода. Дубы, сразу оговорюсь, далеко не самый мощный поглотитель углекислого газа. Миллионы гектаров зеленых насаждений могут в корне изменить ситуацию, но приходится думать, что из-за недостаточной оригинальности и стоимости такой проект отложили в сторону. Это не оговорка, после изучения материалов конференции у непредвзятого читателя создается впечатление, что в первую очередь лоббируются дорогостоящие проекты. Это понятно, так как они реализуются частными компаниями при государственном финансировании.
Попробуем определить - углекислый газ, ныне присутствующий в атмосфере, - технологического или естественного происхождения?
Человечество расходует около 8 миллиардов тонн угля, при этом выделяется примерно 2*10^10 тонн углекислого
