Energi terbarukan: kata-kata dan artinya

Di sebelah kanan KDPV Anda melihat mobil saya. Dengan kecepatan 5 liter diesel per seratus kilometer (sebenarnya sedikit kurang) dan jarak tempuh rata-rata 16,7 ribu kilometer per tahun untuk Rusia, ia mengeluarkan sekitar 2,2 ton karbon dioksida per tahun ke atmosfer (satu liter diesel menghasilkan 2,66 kg karbon dioksida (.pdf) ) . Jumlah mobil yang terdaftar di planet ini telah melampaui satu miliar . Pembakaran bahan bakar fosil oleh kendaraan pribadi dianggap sebagai salah satu penyebab utama emisi CO ₂ antropogenik.



Di sebelah kiri KDPV Anda dapat melihat kompor saya. Seluruh musim dingin, dari musim gugur ke musim semi, saya menenggelamkannya dengan kayu bakar. Seperti yang dikatakan WHO (.pdf), sekitar tiga miliar orang di planet ini menggunakan bahan bakar padat untuk pemanasan atau memasak. Tidak lama, karena musim panas di selatan saya membakar sekitar lima belas meter kubik kayu bakar, memancarkan sekitar 9 - 10 ton karbon dioksida ke atmosfer *. Karena kayu bakar adalah bahan bakar nabati terbarukan, pemanasannya dianggap netral karbon dan tidak berkontribusi terhadap emisi CO ₂ antropogenik.

* _{Saya tidak menemukan angka yang siap pakai untuk mengubah kayu bakar menjadi karbon dioksida, dan bagaimanapun, ini adalah nilai yang jauh lebih tidak akurat. Namun, berdasarkan massa meter kubik kayu bakar dan fraksi massa karbon dalam kayu , menghitung jumlah karbon dioksida tampaknya bukan tugas yang sangat sulit.}

- Kami tahu, kami tahu! - Anda berkata, - Karbon kayu berpartisipasi dalam siklus karbon, secara teratur memasuki atmosfer tanpa bantuan, dan karbon bahan bakar diesel dari siklus ini telah dihapus sejak lama dan terkubur jauh di bawah tanah hingga kami kembali ke atmosfer.

Argumen yang sangat bagus ini tidak memperhitungkan hanya satu hal. Pohon-pohon yang saya bakar musim dingin ini dalam oven telah tumbuh selama beberapa dekade. Tahun depan, musim dingin akan datang lagi, dan saya harus membeli dan membakar lima belas meter kubik berikutnya dari kayu bakar. Dan dalam setahun akan diperlukan. Dan setiap tahun. Jika musim semi ini saya, ingin menyediakan bahan bakar untuk musim dingin di masa depan, menanam bibit, pohon-pohon yang tumbuh dari mereka akan menebang anak-anak lelaki saya untuk kayu bakar: pada saat itu, cukup menyedihkan, saya telah lama mengucapkan selamat tinggal pada dunia ini.

Dengan kata lain, waktu penyelesaian yang khas dari bagian siklus karbon itu, yang termasuk kayu, setidaknya sudah puluhan tahun. Pakar PBB, berbicara tentang bahaya yang mengancam kita, telah beroperasi lebih mungkin dalam sepuluh tahun pertama. Perbedaannya adalah setengah urutan.
Dalam situasi kritis: dan jika kita hanya memiliki sepuluh tahun untuk bertindak, maka situasinya tidak diragukan lagi kritis - perbedaan dalam setengah urutan adalah argumen yang cukup serius untuk refleksi lebih lanjut.

Mari kita kenal: jejak karbon.

Ini adalah konsep yang relatif baru, mencoba memperkenalkan satu indikator kerusakan lingkungan yang sebanding, yang dihitung sebagai jumlah karbon dioksida yang dilepaskan ke atmosfer. Seperti indikator tunggal apa pun, tidak terlalu baik dalam perinciannya, tetapi sangat nyaman untuk keperluan penilaian dan manajemen. Dia juga tunduk pada semua masalah khas indikator umum (sebagai contoh yang baik, Anda dapat mempertimbangkan keuangan sekali pakai sebagai indikator tunggal dari kegunaan anggota masyarakat).

Tanpa menjelaskan konsep ini secara terperinci, kami mencatat bahwa dalam kerangka kerjanya mungkin ada tindakan yang tidak mengarah pada tambahan emisi CO ₂ ke atmosfer, atau bahkan mengikat sejumlah karbon dioksida atmosfer tertentu. Kemungkinan adanya tindakan tersebut secara langsung menyiratkan gagasan bahan bakar karbon-netral, yang penggunaannya, sekali lagi - baik tidak menyebabkan emisi karbon dioksida ke atmosfer, atau bersama-sama dengan emisi itu menghasilkan proses pengikatan CO ₂ atmosfer. Dalam kerangka konsep jejak karbon, penggunaan bahan bakar seperti itu, tentu saja, harus didorong sepenuhnya.

Sayangnya, sebagian besar * keputusan manajerial yang dibuat di bidang energi karbon-netral dapat dan harus dikaitkan dengan kelas yang luas, bahasa sehari-hari yang disebut senonoh.

* _{Untuk jaga-jaga, saya akan mengklarifikasi. Bagian yang mencolok harus dipahami sebagai "bagian yang mencolok", dan bukan "mayoritas" atau, apalagi, "semua." Saya tidak menganalisis semua keputusan manajemen energi terbarukan, tetapi justru yang saya kritik di sini yang terlihat jelas. Termasuk hasilnya: pembukaan jelas terlihat dalam gambar satelit.}

Tidak, tentu saja: otoritas nasional dan organisasi supranasional mendesak "untuk mengambil langkah-langkah mendesak, belum pernah terjadi sebelumnya dan skala besar" , serta "mengurangi emisi karbon hampir setengahnya pada tahun 2030 dan menguranginya menjadi nol pada tahun 2050."
"Ilmuwan Inggris" selanjutnya menghitung jejak karbon bahkan untuk sandwich , menggambar kesimpulan secara harfiah dari skala kosmik yang sama.

Pada saat yang sama, Badan Perlindungan Lingkungan AS (EPA) mengumumkan "keputusan baru tentang netralitas karbon biomassa hutan." (Keputusan Baru tentang Netralitas Karbon Biomassa Hutan)
Uni Eropa mengeluarkan arahan tegas yang menyerukan “Untuk mengeksploitasi seluruh potensi biomassa, Komunitas dan Negara-negara Anggota harus mempromosikan mobilisasi cadangan kayu yang ada” (untuk memaksimalkan potensi biomassa ... diperlukan memaksimalkan mobilisasi stok kayu yang ada).

Nah, di bawah asas asli kami, masalah mengakui gambut sebagai sumber daya terbarukan , yang waktu akumulasi karakteristiknya adalah ribuan tahun, sedang dibahas secara aktif.

Tahun berapa, tahun berapa seharusnya emisi dikurangi setengahnya? ..

Kabar baik dari pemerintah segera diambil oleh bisnis. Saya kutip tanpa referensi, berdasarkan permintaan "pemanasan kayu adalah karbon netral" Anda akan menemukan sukacita dalam kuantitas tanpa bantuan saya.

Pemanasan kayu adalah sumber energi terbarukan. Kami adalah yang pertama di pasar perapian yang menghitung jejak karbon perapian kami: dampak produksi dan pengiriman perapian kepada klien dapat diratakan dalam 1-2 tahun operasi. Dengan demikian, kami membantu menyelesaikan masalah dengan memanaskan rumah dan melestarikan lingkungan.

Memang, jika bisnis Anda tiba-tiba ternyata bermanfaat bagi alam, fakta ini hanya diminta secara komersial!

Bahkan, di bawah panji-panji pengembangan energi terbarukan, kita melihat iterasi lain dari perusakan ekosistem alami, kali ini bahkan tidak pada bahan bangunan, makanan dan selulosa lainnya, tetapi hanya pada kayu bakar.

Apa yang sedang terjadi

Pelengkap konsep jejak karbon adalah gagasan kuota karbon. Ini cukup sederhana: mari kita perkenalkan langit-langit untuk emisi karbon dioksida. Apa pun di atas langit-langit akan didenda - kuota yang kurang dimanfaatkan dapat dijual kepada siapa saja yang membutuhkannya. Di tingkat internasional, idenya tampaknya telah berakar: jika ada produk, ada pembeli juga. Pembeli akan mengejar ketinggalan dengan pertukaran, kontrak berjangka, derivatif, opsi ... well, Anda mengerti.

Poin penting: polutan membayar, sumber emisi CO ₂ . Jika emisi tidak terjadi begitu saja, tetapi menggunakan teknologi karbon-netral, maka itu tidak akan terjadi. Dan membayar, ternyata, tampaknya, dan tidak sama sekali. Ini dia, sabuk penggerak penebangan kayu bakar, yang sekarang disebut "energi dari biomassa", serta upaya yang terus-menerus untuk mendorong pembakaran gambut di sini.

Apakah sebagus kelihatannya?

Mari kita lihat apa yang terjadi di realitas sekitarnya.

Dalam hal keseimbangan karbon, ekosistem alami adalah penyimpanan karbon, penyangga karbon besar dalam keseimbangan dinamis dengan lingkungan. Karena keseimbangan dinamis yang melekat dalam banyak sistem kimia, komposisi atmosfer dijaga konstan dengan akurasi yang sangat baik. Selama beberapa ratus tahun terakhir, volume buffer ini telah berkurang secara signifikan oleh aktivitas manusia yang mengubah alam, dan terus menurun dengan meningkatnya kecepatan.

Sederhananya, untuk menilai situasinya, kita dapat membagi semua karbon di planet ini menjadi apa yang ada di atmosfer (sebenarnya juga larut di lautan, tetapi dapat dianggap sebagai bagian proporsional dari atmosfer), disimpan dan dikubur.
Terkubur adalah minyak dan batu bara, dan lapisan karbonat sedimen laut. Tanpa upaya eksternal yang diterapkan secara khusus, ia tidak dapat kembali ke siklus biologis. Berada di atmosfer juga kurang lebih jelas.

Endapan adalah karbon, yang saat ini terikat pada bahan organik biosfer. Dia tidak berhenti berpartisipasi dalam siklus, dan dia pasti akan kembali ke atmosfer: satu pertanyaan, kapan. Durasi deposit sangat bervariasi. Karenanya, karbon dioksida, yang baru saja diikat oleh fotosintesis pada akhir April, dapat kembali ke atmosfer setelah musim gugur di awal Mei. Di sisi lain, di hutan yang cincang dan tidak terbakar atau di stepa chernozem (di mana masih ada stepa: sudah ada beberapa tempat seperti itu di planet ini), karbon terikat dapat eksis selama lebih dari satu milenium, melewati rantai trofik antara berbagai organisme. Nah, untuk mengekstraksi karbon dari deposit gambut, diperlukan bencana geologis, setidaknya lokal.

Jika 78% nitrogen diyakini diwariskan oleh Bumi dari era abiogenik, maka biosfer sepenuhnya bertanggung jawab atas kandungan oksigen dan karbon dioksida. Selama periode waktu yang sangat melebihi waktu keberadaan manusia sebagai suatu spesies, ia mengontrol komposisi atmosfer dengan sangat akurat.Tegasnya, tanggung jawabnya tidak terbatas pada komposisi atmosfer, terutama dalam ekosistem darat, di mana vegetasi memastikan keberadaan dan kemurnian air tawar, membatasi erosi, dan bentuk tanah dan sebagainya. Tidak ada spesies hewan atau tumbuhan yang memiliki sifat seperti itu. Ini membutuhkan, saya minta maaf atas kiasan, sistem cek dan saldo yang harmonis, umpan balik negatif dan elemen penyangga.

Ekosistem

Ekosistem apa pun dengan cara apa pun berinteraksi dengan lingkungan, bertukar aliran materi dengannya dan mengonsumsi energi. Karena ia menghuni wilayah yang semula tak bernyawa (proses ini disebut suksesi dan memiliki serangkaian tahapan yang agak panjang), ia mengakumulasikan pasokan bahan organik, yang terdiri dari apa yang disebut biomassa dan mortmass. Ini adalah konsep yang cukup sederhana: biomassa adalah segala sesuatu yang merupakan bagian dari organisme hidup; mortmass, masing-masing, adalah organik biogenik mati. Humus, serasah hutan, batang kering dan gambut lainnya. Rasio biomassa dan mortmass bisa sangat bervariasi: misalnya, di hutan khatulistiwa relatif kecil, biota sangat aktif di sana, ia memakan setiap organik mati hampir secara instan. Dan pada beberapa rawa gambut rasio akan menjadi kebalikannya. Tetapi dalam kedua kasus tersebut, kita berhadapan dengan akumulasi stok zat organik, dengan demikian mengendapkan karbon.

Proses akumulasi bahan organik dalam suatu ekosistem disebut produksi, dan zat ini sendiri disebut produksi.

Ekstraksi karbon dari atmosfer terutama dilakukan oleh tanaman hijau yang menggunakan energi matahari untuk ini. Semua anggota ekosistem lainnya menggunakan energi ikatan kimia dari organik yang diakumulasikan oleh tanaman seumur hidup. Tanaman itu sendiri, bagaimanapun, juga menghabiskan sebagian dari bahan organik yang terakumulasi untuk mempertahankan fungsi vital. Hasil dari proses ini adalah pelepasan karbon dioksida ke atmosfer. Proses ini disebut pernapasan.

Secara kasar proses pembentukan ekosistem dapat dibagi menjadi dua tahap. Pada yang pertama, ekosistem secara aktif mengakumulasi cadangan bahan organik, sebuah depot karbon: pada yang kedua, ia masuk ke dalam keseimbangan dinamis dengan lingkungan, termasuk karbon atmosfer. Tahap kedua disebut ekosistem dewasa, komunitas klimaks dan masih dalam segala hal; seputar isi istilah-istilah ini dan artinya dalam botani, lebih banyak salinan yang terpecah daripada dalam rasio Mamaev, tetapi esensi lingkungan tidak berubah dari ini. Dan itu terdiri atas kesetaraan produksi dengan respirasi. Mengikat karbon dan mengembalikannya ke atmosfer.

Di sini, di Habré, dari waktu ke waktu sebuah argumen disuarakan tentang pohon mati, yang setelah dekomposisi mengembalikan semua karbon terikat ke atmosfer. Untuk satu pohon, ini (dengan bentangan yang adil: bahkan satu pohon pun akan dimakan oleh jamur dan serangga pemusnah kayu, dan juga berkontribusi bagiannya dari bahan organik ke tanah) akan benar. Tetapi untuk hutan di mana pemburu sangat cepat ditemukan pada organik tanpa pemilik; Selain itu, para pemburu ini berspesialisasi dalam ekstraksi bentuk spesifik dari organik tanpa pemilik - dalam kasus umum, argumen ini salah untuk hutan. Hanya untuk mencapai menopause di masyarakat, setidaknya beberapa generasi pohon harus diganti secara alami. Namun dengan prestasinya itu masih jauh dari selesai.

Komunitas klimaks, seperti sistem kimia apa pun dalam keseimbangan dinamis, berinteraksi dengan lingkungan sepenuhnya sesuai dengan prinsip Le Chatelier yang dikenal dari bidang kimia: dengan perubahan eksternal, keseimbangan bergeser ke arah kompensasi untuk perubahan-perubahan ini. Dengan kata lain, dengan peningkatan konsentrasi CO _2, ia akan mulai secara aktif mensintesis bahan organik, memasukkan karbon tambahan ke dalam bio dan mortmass. Saya tidak menemukan perkiraan volume tambahan seperti itu, tetapi berdasarkan pengamatan pribadi dan pertimbangan umum, + 10% dapat diambil dengan aman untuk nilai yang agak konservatif.
Seberapa efektif kompensasi seperti itu?

Hanya di kawasan hutan di Bumi, dan ini sekitar sepertiga dari luas daratan, jumlah bahan organik yang disimpan dihitung dalam bentuk karbon dioksida beberapa triliun ton. Tampaknya emisi antropogenik dengan tiga puluh miliar mengenaskannya terhadap latar belakang ini tidak ada dan hilang, sebagian kecil dari persentase, sebagian kecil dari gajah. Kalau bukan karena fakta menyedihkan bahwa tidak ada begitu banyak yang tua, cukup dekat dengan komunitas keseimbangan di planet ini, dan area yang ditempati mereka terus menurun. Dan tahap awal pengembangan atau restorasi (pada kenyataannya, itu bukan hal yang sama) dicirikan oleh secara signifikan, setidaknya urutan volume yang lebih kecil dari depot karbon, dan untuk mengembalikan volume sebelumnya bahkan tanpa adanya pelanggaran berikut, yang dalam kasus umum tidak jelas, bukan yang pertama ratusan tahun. Sangat sedikit generasi pohon.

Selain itu, selama ekstraksi kayu, termasuk untuk pemanasan “netral karbon”, hutan pertama-tama ditebang yang telah melewati bagian nyata dari jalur pendek ini.

Sebenarnya dengan jejak karbon di tempat ini, ada juga yang licik. Pada kenyataannya, setelah penebangan hutan alam atau dekat dengan hutan itu, komunitas yang sangat dewasa: bahkan jika semua residu penebangan dihilangkan dan digunakan, ada banyak organik yang tersisa di area deforestasi yang, sebagai organik, tidak setuju dan tidak akan ada tanpa kanopi hutan yang ada. Ini adalah tanaman herba hutan tertentu, tahan naungan dan tahan kelembaban, ini adalah lumut dan lumut hati lainnya, akhirnya, ini adalah tanah hutan, tanpa tanah ditutupi oleh penyaradan, dan cepat teroksidasi ketika kontak langsung dengan atmosfer.

Kembali ke awal. Apa pemanasan musiman saya, lima belas meter kubik kayu bakar? Ini adalah sekitar 0,1 hektar hutan sedang di Band Bumi Non-Hitam Rusia, dan sekitar enam ton kayu kering. Dan hanya pada sepersepuluh dari satu hektar hutan seperti itu kita akan memiliki tiga puluh ton biomassa, dan dari sepuluh hingga tiga puluh mortmass. Total empat puluh hingga enam puluh ton bahan organik. Ini dia, depot karbon yang saya bicarakan.

Kemana perbedaannya? Karena siklus alami penggunaan kembali organik di wilayah ini dihancurkan, dan sebagian besar biota hutan tidak dapat bertahan hidup tanpa hutan, sebagian besar dari mereka pergi secara darurat untuk mengisi kembali emisi karbon dioksida antropogenik. Atau sedang dalam proses pengiriman seperti itu. Bagian lain akan digunakan dalam proses restorasi hutan pasca-log: ekosistem, tentu saja, memiliki mekanisme restorasi. Tetapi bagian ini, saya berani meyakinkan Anda, tidak akan terlalu besar.

Ngomong-ngomong, oksidasi bahan organik tanah seperti itu merupakan karakteristik dari setiap tanah yang terbuka, misalnya, untuk bidang yang dibajak. Chernozem terkenal terbakar selama dekade pertama. Saya kebetulan mengunjungi salah satu tempat di mana satu abad sebelum saya V.V. Dokuchaev menggambarkan lapisan tanah hitam setebal dua meter. Irisan batu kapur, lempung, sepuluh sentimeter dari lapisan yang sedikit humus. Yang diperlukan hanyalah membajak setelah perang, dan memenuhi rencana pengiriman gandum ke negara. Dan dua meter chernozem adalah beberapa ribu tahun pembentukan tanah, dan setidaknya beberapa centre karbon dioksida dari setiap meter persegi.

, , , 2005- , 13 . 6 , , . , .

Menghitung ulang biomassa hutan yang terdeforestasi menjadi karbon dioksida, kita dapat mengasumsikan bahwa hanya di hutan tropis jumlah karbon dihilangkan dari depot karbon setiap tahun, lebih dari menutupi perbedaan tahunan antara emisi antropogenik dan pemanfaatan karbon dioksida saat ini. Perkiraan kasar (sayangnya, akurat, sayangnya) tentang perbedaan antara penghijauan planet ini sekarang dan di suatu tempat di awal Holocene memberi kita delta beberapa triliun ton karbon yang berpotensi diendapkan.

, , . . , , . .

, . , «wood burning carbon neutral» , : , , . , , .

. , « » : - — , , , , . CO ₂ , .

, , — , , , , , .

PS . , , . : , , , , .

- Biofuel tidak dapat ditanam di area yang dikonversi dari tanah dengan stok karbon yang sebelumnya tinggi seperti lahan basah atau hutan.
- Biofuel tidak dapat diproduksi dari bahan mentah yang diperoleh dari tanah dengan keanekaragaman hayati yang tinggi seperti hutan primer atau padang rumput yang sangat keanekaragaman hayati.

Ini sudah mirip dengan upaya untuk membawa manajemen administrasi ke korespondensi minimum dengan kenyataan. Kabar baik

Mari kita lihat perkembangan acara selanjutnya.