Energías renovables: palabras y su significado.

A la derecha del KDPV ves mi auto. A una velocidad de 5 litros de diesel por cada cien kilómetros (en realidad, un poco menos) y un kilometraje promedio de 16.7 mil kilómetros por año para Rusia, emite alrededor de 2.2 toneladas de dióxido de carbono por año a la atmósfera (un litro de diesel produce 2.66 kg de dióxido de carbono (.pdf) ) . El número de autos registrados en el planeta ha excedido los mil millones . La quema de combustibles fósiles por vehículos privados se considera una de las principales causas de las emisiones antropogénicas de CO ₂ .



A la izquierda del KDPV puedes ver mi estufa. Toda la temporada de frío, desde el otoño hasta la primavera, la ahogo con leña. Como nos dice la OMS (.pdf), alrededor de tres mil millones de personas en el planeta usan combustibles sólidos para calentar o cocinar. No es el más largo, porque la temporada de calefacción del sur quemo unos quince metros cúbicos de leña, emitiendo alrededor de 9 a 10 toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera *. Dado que la leña es un biocombustible renovable, su calentamiento se considera carbono neutral y no contribuye a las emisiones antropogénicas de CO ₂ .

* _{No encontré ningún número listo para convertir leña en dióxido de carbono, y en cualquier caso, estos son valores mucho menos precisos. Sin embargo, según la masa de un metro cúbico de leña y la fracción de masa de carbono en la madera , calcular la cantidad de dióxido de carbono no parece ser una tarea particularmente difícil.}

- ¡Lo sabemos, lo sabemos! - Usted dice, - El carbono de la madera participa en los ciclos de carbono, ingresa regularmente a la atmósfera sin ayuda externa, y el diesel de carbono de estos ciclos fue eliminado y enterrado en el subsuelo durante mucho tiempo, hasta que lo devolvimos a la atmósfera.

Este excelente argumento no tiene en cuenta solo una cosa. Esos árboles que quemo este invierno en el horno han estado creciendo durante varias décadas. El año que viene, volverá el invierno, y tendré que comprar y quemar los próximos quince metros cúbicos de leña. Y en un año será necesario. Y así todos los años. Si esta primavera yo, queriendo proporcionar combustible para futuros inviernos, plantar plántulas, los árboles que crecieron de ellos serán cortados por mis hijos para leña: para entonces, por desgracia, hace tiempo que me despedí de este mundo.

En otras palabras, el tiempo de respuesta característico de esa parte del ciclo del carbono, que incluye la madera, es de al menos muchas décadas. Los expertos de la ONU, hablando del peligro que nos amenaza, han estado operando con mayor probabilidad en los primeros diez años. La diferencia es la mitad del pedido.
En una situación crítica: y si solo nos quedan diez años para la acción, entonces la situación es indudablemente crítica: la diferencia en medio orden es un argumento suficientemente serio para una mayor reflexión.

Seamos familiares: huella de carbono.

Este es un concepto relativamente nuevo, que trata de introducir un único indicador comparable de daños al medio ambiente, calculado como la cantidad de dióxido de carbono liberado a la atmósfera. Al igual que cualquier indicador individual, no es demasiado fino en los detalles, pero es extremadamente conveniente para fines de evaluación y gestión. También está sujeto a todos los problemas típicos de los indicadores comunes (como un buen ejemplo, puede considerar las finanzas desechables como un solo indicador de la utilidad de un miembro de la sociedad).

Sin describir este concepto en detalle, observamos que dentro de su marco puede haber acciones que no conduzcan a emisiones adicionales de CO ₂ a la atmósfera, o incluso que retengan una cierta cantidad de dióxido de carbono atmosférico. La posibilidad de la existencia de tales acciones implica directamente la idea de un combustible neutral en carbono, cuyo uso, una vez más, no conduce a emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera o, junto con las emisiones, genera los procesos de unión atmosférica de CO ₂ . En el marco del concepto de huella de carbono, el uso de dicho combustible, por supuesto, debe ser plenamente alentado.

Desafortunadamente, una parte significativa * de las decisiones administrativas tomadas en el campo de la energía neutral en carbono puede y debe atribuirse a una clase extensa, coloquialmente llamada blasfemia.

* Por _{si acaso, lo aclararé. La parte visible debe entenderse como la "parte visible", y no la "mayoría" o, aún menos, "todo". No analicé todas las decisiones de gestión de energías renovables, pero son precisamente las que critico aquí las que son claramente visibles. Incluyendo los resultados: los claros son bien visibles en las imágenes de satélite.}

No, por supuesto: las autoridades nacionales y las organizaciones supranacionales instan a "tomar medidas urgentes, sin precedentes y a gran escala" , así como a "reducir las emisiones de carbono a casi la mitad para el año 2030 y reducirlas a cero para el año 2050".
Los próximos "científicos británicos" calculan las huellas de carbono incluso para los emparedados , sacando conclusiones literalmente de la misma escala cósmica.

Al mismo tiempo, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) anuncia "una nueva decisión sobre la neutralidad de carbono de la biomasa forestal". (Nueva decisión sobre la neutralidad de carbono de la biomasa forestal)
La Unión Europea está emitiendo una directiva que pide explícitamente "Para explotar todo el potencial de la biomasa, la Comunidad y los Estados miembros deben promover una mayor movilización de las reservas de madera existentes" (Para maximizar el potencial de la biomasa ... requiere maximizar la movilización de las existencias de madera existentes).

Bueno, bajo nuestros álamos nativos, se está discutiendo activamente el tema de reconocer la turba como un recurso renovable , cuyo tiempo de acumulación característico es de miles de años.

¿En qué año, año tras año, deberían reducirse las emisiones a la mitad? ..

Las buenas noticias de los gobiernos fueron inmediatamente recogidas por las empresas. Cito sin referencia, a petición "la calefacción de leña es neutral en carbono" encontrará tanta alegría en cantidad sin mi ayuda.

La calefacción a leña es una fuente renovable de energía. Fuimos los primeros en el mercado de chimeneas en calcular la huella de carbono de nuestras chimeneas: el impacto de la producción y entrega de la chimenea al cliente puede nivelarse en 1-2 años de funcionamiento. Por lo tanto, ayudamos a resolver problemas con la calefacción de casas y preservar el medio ambiente.

De hecho, si su negocio de repente resultó ser útil para la naturaleza, ¡este hecho simplemente se solicita en un comercial!

De hecho, bajo el estandarte del desarrollo de las energías renovables, vemos otra iteración de la destrucción de los ecosistemas naturales, esta vez ni siquiera en materiales de construcción, alimentos y otra celulosa, sino simplemente en leña.

Que esta pasando

Complementaria al concepto de huella de carbono es la idea de las cuotas de carbono. Es bastante simple: introduzcamos un techo para las emisiones de dióxido de carbono. Todo lo que supere el límite será multado: la cuota infrautilizada se puede vender a cualquiera que la necesite. A nivel internacional, la idea parece haberse arraigado: si hay un producto, también hay compradores. Los compradores se pondrán al día con los intercambios, contratos de futuros, derivados, opciones ... bueno, ya entiendes.

Un punto esencial: el contaminante paga, la fuente de emisiones de CO ₂ . Si la emisión no ocurriera así, pero utilizando tecnologías neutras en carbono, entonces no sucedería. Y parece que paga, y parece que no. Aquí está, la correa de manejo de la tala de leña, ahora llamada a la moda "energía de la biomasa", así como los intentos persistentes de empujar la quema de turba aquí.

¿Es tan bueno como parece?

Veamos qué sucede en la realidad circundante.

En términos de equilibrio de carbono, los ecosistemas naturales son el almacenamiento de carbono, un gran amortiguador de carbono en equilibrio dinámico con el medio ambiente. Debido al equilibrio dinámico inherente a muchos sistemas químicos, la composición de la atmósfera se mantiene constante con muy buena precisión. En los últimos cientos de años, el volumen de este amortiguador se ha reducido significativamente por las actividades humanas que transforman la naturaleza, y continúa disminuyendo a medida que aumenta la velocidad.

Simplificando un poco, para evaluar la situación, podemos dividir todo el carbono del planeta en el que está en la atmósfera (en realidad también disuelto en el océano, pero puede considerarse como una parte proporcional de la atmósfera), depositado y enterrado.
Se entierra petróleo y carbón, y capas de carbonato de sedimentos marinos. Sin esfuerzos externos especialmente aplicados, no puede volver a los ciclos biológicos. Estar en la atmósfera también es más o menos claro.

Se deposita carbono, que actualmente está unido a la materia orgánica de la biosfera. No dejó de participar en el ciclo, y sin duda volverá a la atmósfera: una pregunta, cuándo. La duración del depósito es muy variable. Por lo tanto, el dióxido de carbono, recién unido por la fotosíntesis a fines de abril, puede regresar a la atmósfera después de una caída de césped ya a principios de mayo. Por otro lado, en un bosque sin cortar y sin quemar o en chernozem de estepa (donde todavía hay estepas: ya hay bastantes lugares en el planeta), el carbono unido puede existir durante más de un milenio, pasando cadenas tróficas entre diferentes organismos. Bueno, para extraer carbono de un depósito de turba, se requiere un cataclismo geológico, al menos local.

Si se cree que la Tierra heredó el 78% del nitrógeno de la era abiogénica, entonces la biosfera es completamente responsable del contenido de oxígeno y dióxido de carbono. Durante un período de tiempo que excede enormemente el tiempo de la existencia humana como especie, controla la composición de la atmósfera con gran precisión. Hablando estrictamente, sus responsabilidades no se limitan a la composición de la atmósfera, especialmente en los ecosistemas terrestres, donde la vegetación asegura la presencia y pureza del agua dulce, limita la erosión y las formas suelo y así sucesivamente. Ninguna especie animal o vegetal en sí tiene tales propiedades. Esto requiere, pido disculpas por la alusión, un sistema armonioso de controles y equilibrios, retroalimentaciones negativas y elementos de amortiguación.

Ecosistema

Cualquier ecosistema de una forma u otra interactúa con el medio ambiente, intercambiando flujos de materia con él y consumiendo energía. Como puebla el territorio inicialmente sin vida (este proceso se llama sucesión y tiene una serie de etapas bastante larga), acumula un suministro de materia orgánica, que consiste en la llamada biomasa y masa. Estos son conceptos bastante simples: la biomasa es todo lo que forma parte de los organismos vivos; mortmass, respectivamente, es un orgánico biogénico inanimado. Humus, basura forestal, troncos secos y otras turbas. La proporción de biomasa y masa puede variar bastante: por ejemplo, en los bosques ecuatoriales es relativamente pequeña, dolorosamente la biota está activa allí, se come cualquier materia orgánica muerta casi al instante. Y en algunas turberas, la relación será la opuesta. Pero en ambos casos, estamos lidiando con un stock acumulado de sustancias orgánicas, con lo que depositamos carbono.

El proceso de acumulación de materia orgánica en un ecosistema se llama producción, y esta sustancia misma se llama producción.

La extracción de carbono de la atmósfera se lleva a cabo principalmente por plantas verdes que utilizan energía solar para esto. Todos los demás miembros del ecosistema usan la energía de los enlaces químicos de los compuestos orgánicos acumulados por las plantas para la vida. Sin embargo, las plantas mismas también gastan parte de la materia orgánica acumulada para mantener funciones vitales. El resultado de este proceso es la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera. Este proceso se llama respiración.

En términos generales, el proceso de formación del ecosistema se puede dividir en dos etapas. En el primero, el ecosistema acumula activamente reservas de materia orgánica, un depósito de carbono: en el segundo, entra en equilibrio dinámico con el medio ambiente, incluido el carbono atmosférico. La segunda etapa se llama ecosistemas maduros, comunidades clímax y todavía está en todos los sentidos; En cuanto al contenido de estos términos y su significado en botánica, se rompieron más copias que en el rati de Mamaev, pero la esencia ambiental no cambia a partir de esto. Y consiste en la igualdad de producción con la respiración. Unir carbono y devolverlo a la atmósfera.

Aquí, en Habré, de vez en cuando se expresa una discusión sobre un árbol muerto, que después de la descomposición devuelve todo el carbono a la atmósfera. Para un solo árbol, esto (con un buen estiramiento: incluso un solo árbol será comido por hongos e insectos que destruyen la madera, y también contribuirá con su parte de materia orgánica al suelo) será cierto. Pero para un bosque en el que los cazadores se encuentran rápidamente en cualquier orgánico sin dueño; Además, estos cazadores se especializan en la extracción de formas específicas de compuestos orgánicos sin propietario; en el caso general, este argumento es falso para el bosque. Solo para lograr la menopausia en la comunidad, al menos varias generaciones de árboles deben reemplazarse de forma natural. Pero con su logro aún está lejos de terminar.

La comunidad clímax, como cualquier sistema químico en equilibrio dinámico, interactúa con el medio ambiente de acuerdo con el principio de Le Chatelier conocido por la química: con cambios externos, el equilibrio se desplaza hacia la compensación de estos cambios. En otras palabras, con un aumento en la concentración de CO _2, comenzará a sintetizar activamente materia orgánica, depositando carbono adicional en bio y mortmas. No encontré estimaciones de dicho volumen adicional, pero en base a observaciones personales y consideraciones generales, se puede tomar con seguridad un + 10% por un valor bastante conservador.
¿Qué tan efectiva puede ser esa compensación?

Solo en el área boscosa de la Tierra, y esto es aproximadamente un tercio del área terrestre, la cantidad de materia orgánica depositada se calcula en términos de dióxido de carbono en varios billones de toneladas. Parecería que la emisión antropogénica con sus patéticos treinta mil millones contra este fondo palidece y pierde, una fracción de un porcentaje, una fracción de un elefante. Si no fuera por el triste hecho de que no hay tantas comunidades antiguas, bastante cercanas al equilibrio en el planeta, y el área ocupada por ellas continúa disminuyendo. Y las primeras etapas de desarrollo o restauración (de hecho, esto no es lo mismo) se caracterizan por un volumen de depósito de carbono significativamente menor, al menos en un orden de magnitud, y para restaurar el volumen anterior incluso en ausencia de las siguientes violaciones, que en el caso general no es obvio, no la primera cientos de años Esas muy pocas generaciones de árboles.

Además, durante la extracción de madera, incluso para el calentamiento "carbono neutral", primero se talan los bosques que ya han pasado una parte notable de este corto camino.

En realidad, con una huella de carbono en este lugar, también hay algo de astucia. En realidad, después de la deforestación de un bosque natural o cercano a ese bosque, esa comunidad muy madura: incluso si se eliminan y utilizan todos los residuos de tala, queda mucha materia orgánica en el área de tala, que como orgánicos sin el dosel del bosque existente no está de acuerdo y no existirá. Estas son plantas herbáceas forestales específicas, tolerantes a la sombra y amantes de la humedad, estos son musgos y otras hepáticas, finalmente, este es un suelo forestal, desprovisto de suelo cubierto por deslizamientos, y que se oxida rápidamente cuando está en contacto directo con la atmósfera.

De vuelta al principio. ¿Cuál es mi calefacción estacional, quince metros cúbicos de leña? Esto es aproximadamente 0.1 hectáreas de bosque medio en la Banda de Tierra No Negra de Rusia, y aproximadamente seis toneladas de madera seca. Y en solo una décima parte de una hectárea de tal bosque tendremos treinta toneladas de biomasa, y de diez a treinta mortas. Total cuarenta a sesenta toneladas de materia orgánica. Aquí está, el depósito de carbono del que hablo.

¿A dónde fue la diferencia? Dado que los ciclos naturales de reutilización de compuestos orgánicos en este territorio se destruyen, y la mayor parte de la biota forestal no puede continuar existiendo sin bosques, la mayoría acudió de emergencia para reponer la emisión antropogénica de dióxido de carbono. O está en proceso de tal despacho. Otra parte se utilizará en el proceso de restauración posterior al registro del bosque: los ecosistemas, por supuesto, tienen mecanismos de restauración. Pero esta parte, me atrevo a asegurarles, no será excesivamente grande.

Por cierto, dicha oxidación de la materia orgánica del suelo es característica de cualquier suelo expuesto, por ejemplo, para un campo arado. Los chernozems famosos se queman durante las primeras décadas. Visité uno de esos lugares donde un siglo antes que yo V.V. Dokuchaev describió una capa de tierra negra de dos metros de espesor. Rodajas de piedra caliza, franco, diez centímetros de una capa ligeramente humus. Todo lo que se necesitaba era arar después de la guerra y cumplir demasiado el plan para la entrega de granos al estado. Y dos metros de chernozem son unos pocos miles de años de formación del suelo, y al menos un par de centavos de dióxido de carbono por cada metro cuadrado.

Si cree, por ejemplo, este libro de texto sobre los fundamentos de la economía ambiental, publicado en 2005, los bosques tropicales se talan a una velocidad de 13 millones de hectáreas por año. El artículo de Wikipedia sobre deforestación proporciona una estimación más cautelosa de 6 millones de hectáreas por año, pero hace una reserva de que esta estimación solo tiene en cuenta los datos oficiales de las autoridades estatales de gestión forestal. Imaginando aproximadamente la escala de la tala no autorizada en el tercer mundo, personalmente estoy listo para considerar trece millones como una estimación bastante equilibrada.

Al volver a calcular la biomasa de los bosques deforestados en dióxido de carbono, podemos suponer que solo en los bosques tropicales la cantidad de carbono se elimina del depósito de carbono anualmente, más que cubrir la diferencia anual entre las emisiones antropogénicas y la utilización actual de dióxido de carbono. Una estimación aproximada (por desgracia, precisa, desafortunadamente) de la diferencia entre la forestación del planeta ahora y en algún lugar al comienzo del Holoceno nos da un delta de varios billones de toneladas de carbono potencialmente depositado.

En este estado de cosas, tal vez, incluso hay un plus pervertido. En una versión puramente fantástica de la moratoria sobre la tala y otros trabajos destructivos para el medio ambiente durante los próximos siglos, no tendremos que preocuparnos por los productos de la combustión de combustibles fósiles. Los depósitos de carbono de las comunidades planetarias están ahora, como nunca antes en la historia, lejos de estar llenos. Su reducción constante ha sido tratada durante muchos siglos.

Por supuesto, no soy el único tan inteligente. Cuando seleccioné los materiales para este artículo, la consulta "carbón de leña neutral" no contiene principalmente anuncios de chimeneas, sino críticas severas de este enfoque: uno , dos , tresY así sucesivamente. Desafortunadamente, hay muchos menos materiales de este tipo en ruso, y están lejos de ocupar las primeras páginas de resultados de motores de búsqueda.

En resumen, tenemos una conclusión simple. Si fomenta el calentamiento de leña, si fomenta la transición a envases de papel "respetuosos con el medio ambiente": en general, si considera que la eliminación de la materia orgánica acumulada a largo plazo en los ecosistemas es neutral en carbono, felicidades, usted es un agente activo de reptiles, para quienes el clima actual de la Tierra es algo frío. . Por lo tanto, la emisión antropogénica de CO ₂ no se controla, por lo que solo se puede aumentar.

Y si este calentamiento existe en la realidad, o no, qué hacer y quién tiene la culpa: esta, como dicen, es una historia completamente diferente, y estrictamente hablando, no es necesario que lo cuente.

PD: escribí este artículo durante demasiado tiempo. Hablando estrictamente, la primera versión, algo inacabada, apareció hace un año. La realidad circundante no se hizo esperar: a finales de diciembre apareció un suplemento recién aceptado en el sitio web de la Comisión Europea , criterios de sostenibilidad adoptados, si entiendo correctamente, en la conferencia de diciembre sobre energía y desarrollo sostenible.

- Los biocombustibles no se pueden cultivar en áreas convertidas de tierra con reservas de carbono previamente altas, como humedales o bosques.
- Los biocombustibles no se pueden producir a partir de materias primas obtenidas de tierras con alta biodiversidad, como bosques primarios o pastizales altamente biodiversos.

Esto ya es similar a un intento de llevar la gestión administrativa a una correspondencia mínima con la realidad. Buenas noticias

Veamos el desarrollo posterior de los eventos.