Energia renovável: palavras e seu significado

À direita do KDPV, você vê meu carro. A uma taxa de 5 litros de diesel por cem quilômetros (na verdade um pouco menos) e uma quilometragem média de 16,7 mil quilômetros por ano para a Rússia, emite cerca de 2,2 toneladas de dióxido de carbono por ano na atmosfera (um litro de diesel produz 2,66 kg de dióxido de carbono (.pdf ) . O número de carros registrados no planeta excedeu um bilhão . A queima de combustíveis fósseis por veículos particulares é considerada uma das principais causas de emissões antrópicas de CO ₂ .



À esquerda do KDPV, você pode ver meu fogão. Toda a estação fria, do outono à primavera, afoguei-a com lenha. Como a OMS (.pdf) nos diz , cerca de três bilhões de pessoas no planeta usam combustíveis sólidos para aquecer ou cozinhar. Por um longo tempo, porque na estação de aquecimento do sul eu queimo cerca de quinze metros cúbicos de lenha, emitindo de 9 a 10 toneladas de dióxido de carbono na atmosfera *. Como a lenha é um biocombustível renovável, seu aquecimento é considerado neutro em carbono e não contribui para as emissões antrópicas de CO ₂ .

* _{Não encontrei números prontos para converter lenha em dióxido de carbono e, em qualquer caso, esses são valores muito menos precisos. No entanto, com base na massa de um metro cúbico de lenha e na fração maciça de carbono na madeira , calcular a quantidade de dióxido de carbono não parece ser uma tarefa particularmente difícil.}

- Nós sabemos, nós sabemos! - Você diz: - O carbono da madeira participa de ciclos de carbono, entrando regularmente na atmosfera sem assistência, e o carbono do diesel desses ciclos foi removido há muito tempo e enterrado no subsolo até que retornássemos à atmosfera.

Este excelente argumento não leva em conta apenas uma coisa. As árvores que eu queimo este inverno no forno crescem há várias décadas. No próximo ano, o inverno voltará e terei que comprar e queimar os próximos quinze metros cúbicos de lenha. E em um ano será necessário. E assim todos os anos. Se nesta primavera eu, querendo fornecer combustível para os invernos futuros, plantar mudas, as árvores que cresceram a partir deles cortarão meus filhos em busca de lenha: a essa altura, infelizmente, já há muito que me despedi deste mundo.

Em outras palavras, o tempo de resposta característico da parte do ciclo do carbono, que inclui madeira, é de pelo menos muitas décadas. Especialistas da ONU, falando do perigo que nos ameaça, têm operado com maior probabilidade nas primeiras dezenas de anos. A diferença é metade da ordem.
Em uma situação crítica: e se ainda temos apenas dez anos de ação, a situação é, sem dúvida, crítica - a diferença na meia ordem é um argumento suficientemente sério para uma reflexão mais aprofundada.

Vamos nos familiarizar: pegada de carbono.

Este é um conceito relativamente novo, tentando introduzir um único indicador comparável de dano ao meio ambiente, calculado como a quantidade de dióxido de carbono liberado na atmosfera. Como qualquer indicador isolado, não é muito bom nos detalhes, mas é extremamente conveniente para fins de avaliação e gerenciamento. Ele também está sujeito a todos os problemas típicos dos indicadores comuns (como um bom exemplo, você pode considerar as finanças descartáveis ​​como um único indicador da utilidade de um membro da sociedade).

Sem descrever esse conceito em detalhes, notamos que, dentro de sua estrutura, pode haver ações que não levem a emissões adicionais de CO ₂ na atmosfera, ou mesmo ligem uma certa quantidade de dióxido de carbono atmosférico. A possibilidade da existência de tais ações implica diretamente a idéia de combustível neutro em carbono, cuja utilização, novamente - não leva a emissões de dióxido de carbono na atmosfera ou, juntamente com as emissões, gera os processos de ligação de CO _{2 na} atmosfera. No quadro do conceito de pegada de carbono, o uso desse combustível, é claro, deve ser totalmente incentivado.

Infelizmente, uma parte significativa * das decisões gerenciais tomadas no campo da energia neutra em carbono pode e deve ser atribuída a uma classe extensa, chamada coloquialmente de palavrões.

* _{Apenas para esclarecer. A parte conspícua deve ser entendida como a "parte conspícua", e não a "maioria" ou, menos ainda, "tudo". Não analisei todas as decisões de gerenciamento de energia renovável, mas são exatamente as que eu critico aqui que são claramente visíveis. Incluindo os resultados: as clareiras são bem visíveis nas imagens de satélite.}

Não, é claro: as autoridades nacionais e as organizações supranacionais pedem "a adoção de medidas urgentes, sem precedentes e em larga escala" , além de "reduzir as emissões de carbono em quase metade até 2030 e reduzi-las a zero até 2050".
Os próximos "cientistas britânicos" calculam pegadas de carbono mesmo para sanduíches , tirando conclusões literalmente da mesma escala cósmica.

Ao mesmo tempo, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) anuncia "uma nova decisão sobre a neutralidade de carbono da biomassa florestal". (Nova decisão sobre a neutralidade de carbono da biomassa florestal)
A União Europeia está emitindo uma diretiva pedindo expressamente "Para explorar todo o potencial da biomassa, a Comunidade e os Estados-Membros devem promover uma maior mobilização das reservas de madeira existentes" (maximizar o potencial da biomassa ... requer maximizar a mobilização dos estoques de madeira existentes).

Bem, em nossos álamos nativos, a questão de reconhecer a turfa como recurso renovável , cujo tempo de acumulação característico é de milhares de anos, está sendo discutida ativamente.

Em que ano, ano após ano, as emissões devem ser reduzidas pela metade?

Boas notícias dos governos foram imediatamente recebidas pelas empresas. Cito sem referência: a pedido, “o aquecimento da madeira é neutro em carbono”, você encontrará tanta alegria em quantidade sem minha ajuda.

O aquecimento da madeira é uma fonte renovável de energia. Fomos os primeiros no mercado de lareiras a calcular a pegada de carbono de nossas lareiras: o impacto da produção e entrega da lareira ao cliente pode ser nivelado em 1-2 anos de operação. Assim, ajudamos a resolver problemas de aquecimento de casas e a preservar o meio ambiente.

De fato, se sua empresa de repente se mostrou útil para a natureza, esse fato é simplesmente solicitado em um comercial!

De fato, sob a bandeira do desenvolvimento de energia renovável, vemos outra iteração da destruição de ecossistemas naturais, desta vez nem mesmo em materiais de construção, alimentos e outras celulose, mas simplesmente em lenha.

O que está havendo?

Complementar ao conceito de pegada de carbono é a idéia de cotas de carbono. É bem simples: vamos introduzir um teto para as emissões de dióxido de carbono. Qualquer coisa acima do teto será multada - a cota subutilizada pode ser vendida para quem precisar. No nível internacional, a idéia parece ter se enraizado: se existe um produto, também há compradores. Os compradores acompanharão trocas, contratos futuros, derivativos, opções ... bem, você entende.

Um ponto essencial: o poluente paga, a fonte das emissões de CO ₂ . Se a emissão não acontecesse exatamente assim, mas usando tecnologias neutras em carbono, isso não aconteceria. E pagar, ao que parece, e nem um pouco. Aqui está, o cinturão principal da extração de madeira, agora chamada de moda de "energia da biomassa", bem como tentativas persistentes de enfiar a queima de turfa aqui.

É tão bom quanto parece?

Vamos ver o que acontece na realidade circundante.

Em termos de balanço de carbono, os ecossistemas naturais são o armazenamento de carbono, um enorme buffer de carbono em equilíbrio dinâmico com o meio ambiente. Devido ao equilíbrio dinâmico inerente a muitos sistemas químicos, a composição da atmosfera é mantida constante com uma precisão muito boa. Nos últimos cem anos, o volume desse buffer foi significativamente reduzido pelas atividades humanas que transformam a natureza e continua a diminuir com o aumento da velocidade.

Simplificando um pouco, para avaliar a situação, podemos dividir todo o carbono do planeta no que está na atmosfera (na verdade também dissolvido no oceano, mas pode ser considerado como uma parte proporcional da atmosfera), depositado e enterrado.
Enterrado é o petróleo e o carvão, e as camadas carbonatadas dos sedimentos marinhos. Sem esforços externos especialmente aplicados, ele não pode retornar aos ciclos biológicos. Estar na atmosfera também é mais ou menos claro.

Depositado é o carbono, atualmente ligado à matéria orgânica da biosfera. Ele não parou de participar do ciclo e, sem dúvida, retornará à atmosfera: uma pergunta, quando. A duração do depósito é altamente variável. Assim, o dióxido de carbono, recentemente ligado à fotossíntese no final de abril, pode retornar à atmosfera após uma queda de grama já no início de maio. Por outro lado, em uma floresta não cortada e não queimada ou nas estepes chernozem (onde ainda existem estepes: já existem muitos lugares no planeta), o carbono ligado pode existir por mais de um milênio, passando por cadeias tróficas entre diferentes organismos. Bem, para extrair carbono de um depósito de turfa, é necessário um cataclismo geológico, pelo menos local.

Se acredita-se que 78% do nitrogênio seja herdado pela Terra desde a era abiogênica, a biosfera é completamente responsável pelo conteúdo de oxigênio e dióxido de carbono. Durante um período de tempo que excede em muito o tempo da existência humana como espécie, ele controla a composição da atmosfera com grande precisão. Estritamente falando, suas responsabilidades não se limitam à composição da atmosfera, especialmente em ecossistemas terrestres, onde a vegetação garante a presença e pureza da água doce, limita a erosão e as formas. solo e assim por diante. Nenhuma espécie animal ou vegetal possui tais propriedades. Peço desculpas pela alusão, um sistema harmonioso de freios e contrapesos, feedbacks negativos e elementos de amortecimento.

Ecossistema

Qualquer ecossistema, de uma maneira ou de outra, interage com o meio ambiente, trocando fluxos de matéria com ele e consumindo energia. Como preenche o território inicialmente sem vida (esse processo é chamado de sucessão e possui uma série bastante longa de estágios), acumula um suprimento de matéria orgânica, consistindo na chamada biomassa e massa de morte. Estes são conceitos bastante simples: a biomassa é tudo o que faz parte dos organismos vivos; mortmass, respectivamente, é um orgânico biogênico inanimado. Húmus, lixo da floresta, troncos secos e outras turfas. A proporção de biomassa e massa mortuária pode variar bastante: por exemplo, nas florestas equatoriais é relativamente pequena, dolorosamente a biota está ativa ali, consome quase instantaneamente qualquer material morto. E em algumas turfeiras a proporção será o oposto. Mas em ambos os casos, estamos lidando com um estoque acumulado de substâncias orgânicas, assim depositando carbono.

O processo de acumulação de matéria orgânica em um ecossistema é chamado de produção, e essa substância em si é chamada de produção.

A extração de carbono da atmosfera é realizada principalmente por plantas verdes que usam energia solar para isso. Todos os outros membros do ecossistema usam a energia de ligações químicas de orgânicos acumulados pelas plantas para a vida toda. As próprias plantas, no entanto, também gastam parte da matéria orgânica acumulada para manter funções vitais. O resultado desse processo é a liberação de dióxido de carbono na atmosfera. Esse processo é chamado de respiração.

Muito aproximadamente, o processo de formação de ecossistemas pode ser dividido em duas etapas. No primeiro, o ecossistema está acumulando ativamente reservas de matéria orgânica, um depósito de carbono: no segundo, entra em equilíbrio dinâmico com o meio ambiente, incluindo o carbono atmosférico. O segundo estágio é chamado de ecossistemas maduros, comunidades de clímax e ainda está em todos os sentidos; em torno do conteúdo desses termos e seu significado na botânica, mais cópias foram quebradas do que nos rati de Mamaev, mas a essência ambiental não muda com isso. E consiste na igualdade de produção com a respiração. Vincular carbono e devolvê-lo à atmosfera.

Aqui, em Habré, de tempos em tempos é discutida uma árvore morta, que após a decomposição devolve todo o carbono ligado à atmosfera. Para uma única árvore, isso (com um bom trecho: até uma única árvore será comida por cogumelos e insetos destruidores de madeira e também contribuirá com sua parcela de matéria orgânica para o solo). Mas para uma floresta na qual caçadores são encontrados rapidamente em qualquer produto orgânico sem dono; Além disso, esses caçadores se especializam na extração de formas específicas de produtos orgânicos sem dono - no caso geral, esse argumento é falso para a floresta. Apenas para alcançar a menopausa na comunidade, pelo menos várias gerações de árvores devem ser substituídas naturalmente. Mas com sua conquista, ainda está longe de terminar.

A comunidade do clímax, como qualquer sistema químico em equilíbrio dinâmico, interage com o meio ambiente de acordo com o princípio de Le Chatelier conhecido da química: com mudanças externas, o equilíbrio muda para compensar essas mudanças. Em outras palavras, com um aumento na concentração de CO _2, ele começará a sintetizar ativamente a matéria orgânica, depositando carbono adicional na bio- e na massa mortal. Não encontrei estimativas desse volume adicional, mas com base em observações pessoais e considerações gerais, + 10% podem ser tomados com segurança por um valor bastante conservador.
Qual a eficácia dessa compensação?

Somente na área florestal da Terra, e isso representa cerca de um terço da área terrestre, a quantidade de matéria orgânica depositada é calculada em termos de dióxido de carbono em vários trilhões de toneladas. Parece que a emissão antropogênica com seus patéticos trinta bilhões contra esse pano de fundo empalidece e perdeu, uma fração de um por cento, uma fração de um elefante. Se não fosse pelo triste fato de não haver tantas comunidades antigas, razoavelmente próximas do equilíbrio no planeta, e a área ocupada por elas continuar em declínio. E os estágios anteriores de desenvolvimento ou restauração (na verdade, não é a mesma coisa) são caracterizados por significativamente, pelo menos, uma quantidade de magnitude menor do volume de depósito de carbono e para restaurar o volume anterior, mesmo na ausência das violações a seguir, o que geralmente não é óbvio, não o primeiro centenas de anos. Essas poucas gerações de árvores.

Além disso, durante a extração de madeira, inclusive para aquecimento “neutro em carbono”, as florestas são primeiro derrubadas, que já passaram por uma parte notável desse curto caminho.

Na verdade, com uma pegada de carbono neste local, também há alguma astúcia. Na realidade, após o desmatamento de uma floresta natural ou próxima a essa floresta, essa comunidade muito madura: mesmo que todos os resíduos de exploração sejam removidos e usados, ainda há muitos orgânicos na área de desmatamento que, como orgânicos, não concorda e não existe sem um dossel de floresta existente. Estas são plantas herbáceas florestais específicas, tolerantes à sombra e amantes da umidade, são musgos e outras hepáticas; finalmente, este é o solo da floresta, desprovido de solo coberto por derrapagens e oxidando rapidamente quando em contato direto com a atmosfera.

De volta ao começo. Qual é o meu aquecimento sazonal, quinze metros cúbicos de lenha? Trata-se de aproximadamente 0,1 hectares de floresta média na faixa de terra não negra da Rússia e aproximadamente seis toneladas de madeira seca. E em apenas um décimo de hectare de tal floresta, teremos trinta toneladas de biomassa e de dez a trinta de massa. Total de quarenta a sessenta toneladas de matéria orgânica. Aqui está o depósito de carbono de que estou falando.

Para onde foi a diferença? Como os ciclos naturais de reutilização de orgânicos neste território são destruídos e a maior parte da biota florestal não pode sobreviver sem a floresta, a maioria deles foi em caráter de emergência para reabastecer a emissão antropogênica de dióxido de carbono. Ou está em processo de envio. Outra parte será usada no processo de restauração pós-registro da floresta: os ecossistemas, é claro, possuem mecanismos de restauração. Mas me atrevo a assegurar que esta parte não será excessivamente grande.

A propósito, essa oxidação da matéria orgânica do solo é característica de qualquer solo exposto, por exemplo, um campo arado. Famosos chernozems queimam nas primeiras décadas. Por acaso visitei um daqueles lugares onde um século antes de mim V.V. Dokuchaev descreveu uma camada de solo preto com dois metros de espessura. Fatias de calcário, barro, dez centímetros de uma camada levemente húmida. Tudo o que era necessário era arar após a guerra e preencher em excesso o plano de entrega de grãos ao estado. E dois metros de chernozem são vários milhares de anos de formação do solo e pelo menos alguns centavos de dióxido de carbono de cada metro quadrado.

Se você acredita, por exemplo, neste livro didático sobre economia ambiental, publicado em 2005, as florestas tropicais são derrubadas a uma velocidade de 13 milhões de hectares por ano. O artigo da Wikipedia sobre desmatamento fornece uma estimativa mais cautelosa de 6 milhões de hectares por ano, mas faz uma reserva de que essa estimativa leve em conta apenas dados oficiais das autoridades estaduais de manejo florestal. Imaginando aproximadamente a escala de extração de madeira não autorizada no terceiro mundo, eu pessoalmente estou pronto para considerar treze milhões como uma estimativa bastante equilibrada.

Recalculando a biomassa das florestas desmatadas para dióxido de carbono, podemos assumir que somente nas florestas tropicais a quantidade de carbono é removida anualmente do depósito de carbono, mais do que cobrindo a diferença anual entre emissões antropogênicas e utilização atual de dióxido de carbono. Uma estimativa aproximada (infelizmente, precisa, infelizmente) da diferença entre a florestação do planeta agora e em algum lugar no início do Holoceno nos dá um delta de vários trilhões de toneladas de carbono potencialmente depositado.

Nesse estado de coisas, talvez haja até uma vantagem pervertida. Em uma versão puramente fantástica da moratória sobre exploração madeireira e outros trabalhos ambientalmente destrutivos pelos próximos séculos, não precisaremos nos preocupar com os produtos da combustão de combustíveis fósseis. Os depósitos de carbono das comunidades planetárias estão agora, como nunca antes na história, longe de estarem cheios. Sua redução consistente é tratada há muitos séculos.

Claro, eu não sou o único tão inteligente. Quando selecionei materiais para este artigo, a pedido de “madeira neutra em carbono” , geralmente não havia publicidade de lareiras, mas críticas severas a essa abordagem: um , dois , trêse assim por diante. Infelizmente, existem muito menos materiais desse tipo em russo e eles estão longe de ocupar as primeiras páginas dos resultados dos mecanismos de pesquisa.

No final das contas, temos uma conclusão simples. Se você encoraja o aquecimento da madeira, se você incentiva a transição para embalagens de papel "ambientalmente amigáveis": em geral, se você considera a remoção de matéria orgânica de longo prazo acumulada nos ecossistemas como neutra em carbono, parabéns, você é um agente reptiliano ativo, para quem o clima atual da Terra é um tanto frio . Assim, a emissão antropogênica de CO ₂ não _é controlada e, portanto, só pode ser aumentada.

E se esse aquecimento existe na realidade, ou não, o que fazer e quem é o culpado - isso, como se costuma dizer, é uma história completamente diferente e, estritamente falando, não é necessário contar.

PS Eu escrevi este artigo por muito tempo. A rigor, a primeira versão inacabada apareceu um ano atrás. A realidade circundante não esperou: no final de dezembro, um suplemento recém- aceito apareceu no site da Comissão Europeia , critérios de sustentabilidade adotados, se bem entendi, na conferência de dezembro sobre energia e desenvolvimento sustentável.

- Os biocombustíveis não podem ser cultivados em áreas convertidas de terras com estoque de carbono anteriormente alto, como áreas úmidas ou florestas.
- Os biocombustíveis não podem ser produzidos a partir de matérias-primas obtidas de terras com alta biodiversidade, como florestas primárias ou pastagens de alta biodiversidade.

Isso já é semelhante a uma tentativa de levar o gerenciamento administrativo a uma correspondência mínima com a realidade. Boas notícias.

Vamos olhar para o desenvolvimento futuro dos eventos.