НАЧАЛО » анализи

Емисиите на въглероден диоксид и горите

fb
3E news
fb
25-11-2016 07:00:00
fb

Автор: Щерьо Атанасов Щерев- НТС по МДГМ


Резюме

В докладът е развита тезата за нецелесъобразността от улавяне и депониране на емисиите на въглероден диоксид и депонирането им в земни структури. Направено е сравнение за резултатите от замърсяването на атмосферата от емитираните вулканични газове и тези от антропогенните дейности по исторически данни и способността на природата да се самоочиства чрез естествените природни процеси на фотосинтезата протичащи в растителния свят на горите, водораслите, както и чрез живите организми в световния океан, които изграждат външния си скелет чрез поглъщане на въглеродния диоксид и превръщането му в калциев карбонат. За решение на проблема се препоръчва да се спре изсичането на горите, да се предприемат твърди мерки срещу предизвиканите волно и неволно пожари, както и за възстановяването на горите в пустеещите площи на планетата. Това ще позволи да продължи ефективното оползотворяване на изкопаемите енергийни суровини в конвенционалните ТЕЦ, да се балансира енергийния микс, като се задоволяват енергийните потребности на човечеството при достъпни цени с цел запазване и повишаване стандарта на живот.

Климатът на планетата Земя е бил и по-топъл и често по-студен. Редица учени обясняват тези промени с изменението на количеството въглероден диоксид в атмосферата. Други ги обясняват с влияние от космоса, като слънчевите цикли и др. Затоплянето на климата е безспорно и от петдесетте години на миналия век до сега много климатични промени са без прецедент от десетки години. По този повод ООН създаде Междуправителствена експертна група по климатичните промени /GIEC/. В един от докладите на експертната група се предлага да се съкрати сериозно и трайно изпускането на газове с парников ефект, за да се ограничи промяната на климата. Много изследователи прогнозират апокалиптични промени на планетата Земя до края на века, ако не се намалят емисиите на СО2.

Кои са източниците на СО2

Установено е, че след индустриалната революция в средата на XIX век съдържанието на СО2 в атмосферата непрекъсната се увеличава и днес надвишава всички регистрирани до сега нива. В света работят няколко хиляди термични централи и хиляди металургични заводи. Те използват като основни енергоносители въглища, природен газ и нефтопродукти. В бита се използват същите енергоносители. При изгарянето им се отделят парникови газове с преобладаващо съдържание на въглеродни, серни, азотни и други газове. Докато болшинството големи термични централи и металургични заводи са съоръжени с очистващи инсталации, които абсорбират над 90-95% от серните и азотните емисии, то останалите, особено битовите потребители емитират тези газове директно в атмосферата. Директно се излъчва и огромно количество СО2.

 

Таблица-1

Консумирани количества въглищаи емисии на СО2 от тях в света*/1/

Енергиен ресурс

2010 г.

2011 г.

2012 г.

Консуми-рани кол.

Емисии на СО2**

Консуми-рани кол.

Емисиина СО2 **

Консуми-рани кол.

Емисии на СО2**

Въглища,

млн.т.

Европа

969,4

1 212

1 022,6

1 263

1 026,7

1 274

Азия , в т.ч. Китай и Индия

5 098,9

8 734

5 482,1

9 411

5 444

9 380

Китай

3 605,9

6 018

3 954,1

6 613

3 887,3

6 513

Индия

699,2

1 160

720,3

1 212

744,5

1 280

Америка l , в т.ч. САЩ

1 169

2 221

1 122,6

2 106

1 007,3

1 884

САЩ

1 048,5

1 986

1 002,9

1 876

889,2

1 656

Общо света

7 999,46

13312

8 443,80

13938

8 694,75

13788

*International Energy Statistic

**Емисии на СО2 от2010-2012г.при изгаряне на въглища –в млн.метр.т.

 

В световен мащаб през 2012 г. са емитирани рекордните 34,5 млрд. тона въглероден диоксид от изкопаеми горива, като с най-голям дял са въглищата - 44%/табл.1/, 35% на нефта и 21% природния газ.

Но източник на парникови газове, в т.ч. и на СО2 не са само човешките дейности. Извън контрола на човека са вулканите. По литературни данни техният брой е между 618 и 624. От тях годишно 70 вулкана са активно действащи и изхвърлят огромни количества пепел и газови емисии. Само в Исландия годишно активно действащи са 20 вулкана, като вулканът Ейяфятлайокутл бълва 300 000 т./дн. СО2. В годишен аспект това са около 110 млн.т. Това означава, че той изхвърля за година повече газове с парников ефект, отколкото Австрия, България, Ирландия или Швеция. А той е класиран едва на 47 място, т.е. той и останалите 46 вулкана преди него в класацията излъчват в атмосферата над 5 млрд. т. годишно парникови газове.

Количествата емисии на парникови газове от вулканите наистина не са малки. Според различните експертни становища парниковите емисии от хората водят до глобално затопляне, а изригванията на вулканите – до охлаждане. Каква е истината? Според U.S . Geological  Survey (USGS), вулканите по света, генерират около 200 милиона тона въглероден диоксид годишно. Като се има предвид информацията за исландския вулкан, много е вероятно тази цифра да е силно редуцирана. Докато антропогенните дейности са отговорни за около 24-34 милиарда тона емисии на CO2 всяка година. Разбира се и противниците на това мнение никак не са малко. Експертните становища си противоречат в широки граници. Има многобройни примери за глобално охлаждане на атмосферата в исторически план. Доказателствата, събрани от наблюденията, показват ясна връзка между изригвания на вулкани в миналото и сериозни захлаждания на атмосферата. Така например:

Вулканът Лъки, изригнал през 1783 г. – записи от източните американски щати показват най-ниските средни температури през зимата на 1783-1784 година - с около 4,8 градуса Целзий под средните за последните 225 години. В Европа се наблюдава необичайно тежка зима. Една от научните теории обяснява, че големите обеми на SO2 са основните причинители на мъглата и ефекта на глобалното охлаждане след изригването на вулкан. 30-на години по-късно, през 1815 година, изригването на вулканът Тамбора, Индонезия, води до екстремно студена пролет и лято през 1816 година. Тя става известна като годината без лято. Смята се, че изригването на Тамбора е най-голямото изригване за последните 10 хиляди години. Европа е значително променена в климатично отношение. Снеговалежи и мразове се появяват през юни, юли и август. Захлаждането се обяснява с различните частици, които вулканите изхвърлят при изригването си. Основните газове, които се изхвърлят при изригване са серен диоксид, въглероден диоксид, сероводород, хлороводород и флуороводород, а също така огромни количества пепел. Те достигат до стратосферата и отразяват слънчевата светлина. Така тя не достига до земната атмосфера и започва охлаждане. Някои от тези частици продължават да съществуват дълго време и охлаждането може да се наблюдава много след изригването. Освен това, газовете причиняват сериозни климатични промени и тотално объркват вижданията ни за влиянието на хората върху климатичните промени.

 

Предлагани решения на проблема с емисиите на СО2

Определени изследователи обвиняват за екологичните проблеми преди всичко добивът на въглища и употребата им за производство на електроенергия и битово отопление. А организации, като Greenpeace заявяват безапелационно, че „въглищата са най-мръсният и смъртоносен енергиен източник”. В тази връзка те призоват за закриване на ТЕЦ-ли изгарящи въглища. Закриването на хилядите термични централи ще се съпътства със закриването на още толкова мини и като се вземат предвид десетките хиляди партниращи им малки и големи фирми , закритите работни места ще бъдат милиони. За милионите безработни това ще бъде истинско бедствие. Освен това човечеството се лишава от един сравнително евтин и сигурен източник на ел. енергия и топлина. Никой от тези защитници на природата не казва и дума за последствията. Някои от тях са платени лобисти, които не дават решения на проблемите, но могат да създадат огромни нови такива.

С цел принудително редуциране на емисиите на СО2 северните европейски страни въведоха в началото на 90-те години на миналия век „такса за въглероден диоксид”. Те успяха да намалят значително газовете с парников ефект без да се отказват от високия си стандарт на живот. Инвестираха в подобряване на енергийната ефективност на транспорта и строителството, както и в нови източници на енергия.

Световната метеорологична организация призовава за бързо прилагане на договореното през декември 2015 година в Париж ограничаване на промените в климата чрез преминаване от изкопаеми горива към екологична енергия до 2100 г. Правителствата на 195 държави се договориха да задържат покачването на глобалната средна температура под два градуса по С в сравнение с прединдустриалните стойности и да полагат усилия за ограничаването ѝ до 1,5 градуса по С. В тази връзка ЕС си е поставил за цел до 2050 г. да намали значително своите емисии — с 80-95 % в сравнение с равнищата им през 1990 г. — като част от усилията, които развитите страни трябва да направят. Като основен инструмент за намаляване на емисиите на парникови газове от промишлеността при възможно най-ниски разходи, ЕК налага схема за квотно разпределение на количествата емисии и търговия с тях. Но това поставя високоразвитите европейски държави в привилегировано положение спрямо бедните държави със слабо развита промишленост.

ЕК залага за периода до 2020 г. около 180 млрд. евро, които да бъдат изразходвани за опазване на климата. Към тях се добавят финансови средства от бюджетите на отделните страни. С тях ще се финансират демонстрационни проекти за източници на възобновяема енергия – като вятър, слънчева енергия и биомаса, както и технологии за улавяне на въглеродния диоксид от електрическите централи и други промишлени инсталации и съхраняването му в земята./2/ Но улавянето и складирането на CO2 в земята не решава проблема с разграждането му, а само го отлага във времето и го мултиплицира. Освен това при изгарянето на биомасата също се емитира CO2.

Най-рисковано е да оставим времето да минава или да заложим на химерични и маргинални решения, като гео-инженерството, предлагащо да се улавя CO2 и да се депонирав подходящи земни структури.

Не е продуктивна и позицията на противопоставяне на различните видове енергопроизводители.

Европейската комисия прие Стратегия за адаптиране и иска всички страни членки да приемат до 2017 г. национални планове за справяне с неизбежните последици от изменението на климата. Това включва мерки като:

Едва ли тези мерки ще решат проблемите ни. Някои от тях водят до влошаване на стандарта на живот, като тези за намаляване на количеството ползвана вода и създаването на нови селскостопански култури.

 

Горите на планетата и населението

Всъщност, какво е било преди милиони години, когато не е имало промишленост, а вулканичната дейност на Земята е била многократно по-голяма и атмосферата е била наситена с така наречените парникови газове?

Полезно е да си припомним научните обяснения, как атмосферата на Земята, която първоначално е била доминирана от вулканичните газове - водна пара H2O, CO2 , N2 и др.- се променя до сегашното състояние, където N2 и O2 са доминиращи, а CO2 е в малки количества. Тези промени са настъпили основно под влияние на биосферата. Когато се е появила фотосинтезата преди около 2.5 милиарда години, растенията са започнали да съхраняват енергия в прости въглехидрати, да отнемат CO2 от атмосферата и да го заменят с O2 .

Горите със своите зелени растения и водораслите осъществяват естествения кръговрат на въглеродните съединения в природата. Те не допускат нито изчерпването на кислорода, нито прекомерното натрупване на въглеродния диоксид във въздуха. В това отношение голяма роля играе гората, както в национален, така и в световен мащаб. Само горите, които заемат около 1/3 от земната суша, годишно създават около 30 милиарда тона органични вещества, т.е. преработват огромно количество въглероден диоксид в биомаса и освобождават съответно количество кислород, при това не се взема предвид приносът на селскостопанските насаждения в този процес.За един вегетационен период традиционните горски растения консумират средно по 20 тона въглероден диоксид на хектар площ и се освобождава 14 тона кислород.Те имат значителна роля за намаляване на количеството парникови газове в атмосферата. Освен това българските гори имат много съществен принос за комфорта в нашето ежедневие. Те осигуряват около 85% от водния отток в страната или около 3,6 млрд. м3 ресурс от чиста питейна вода. /3 /

Специалистите твърдят, че процесът на фотосинтеза е толкова по-интензивен, колкото средата, в която се развиват растенията, е по-наситена с въглероден диоксид. Това означава, че природата има свой автоматизъм на регулация на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата, но при условие, че има достатъчно растения.

В потвърждение на гореизложеното е констатацията на изследователите, че след 1600 година концентрацията на CO2 в атмосферата пада чувствително. Те обясняват това с няколко събития, които са довели до разрастване на горите и рязко намаляване на числеността на земното население. Откриването на Америка и колонизацията й довело до унищожаването на около 54 млн. от коренното население вследствие на избиването му и проникването на европейски болести като вариолата. Едновременно с това около 50 млн. ха земеделски земи в Европа и Америка са престанали да бъдат обработвани и постепенно са обрасли с гори, което довело до намаляване на съдържанието на CO2 в атмосферата с 10 части на милион. Следващите няколко десетилетия се отчита застудяване на климата.

Бурният прираст на населението на Земята след XVIII век влиза в конфликт с природата. Броят на населението на света през 1750 г. е бил 791 млн., а днес е около 7,460 млрд. За около 266 години то се е увеличило близо десет пъти. С нарастването на населението на Земята прогресивно намаляват горските площи. Те се унищожават целенасочено за да се превърнат в селскостопански площи, както и за добив на дървен материал за преработвателната промишленост, строителството и битови нужди. Последиците са известни, съдържанието на CO2 в атмосферата расте с бързитемпове, климатът се променя.

Освен горите и всички сухоземни растения в разграждането на СО2 успешно се включват и водораслите. Микроводораслите представляват важен природен феномен за редуциране на излишъка от атмосферния въглероден диоксид чрез биофиксация и оползотворяване на фиксирания въглерод в продукти, водещи до намаляване на парниковия ефект, глобалното затопляне и климатичните промени. /4/

Не е за пренебрегване способността на водораслите да пречистват от вредни примеси водата, в която сами живеят, обогатявайки в същото време атмосферата и хидросферата с кислород. Доказано е, че хората трябва да благодарят за кислорода не само на висшите растения, но и на техните нисши събратя. Водораслите набавят осемдесет процента от количеството му в атмосферата.

Освен водораслите многобройни са морските обитатели, които усвояват огромни количества въглероден диоксид, който превръщат във варовик за изграждане на външния си скелет. Преди всичко това са мекотелите от рода на мидите, охлювите, редица ракообразни и не на последно място коралите.

Но, какво е състоянието на горите днес?

През 90-те години на миналия век са унищожавани по 16 млн. хектара годишно вековни гори. В световен мащаб между 2000 и 2010 г., поради естествени причини или човешка дейност, всяка година се губят около 13 млн. хектара от тях. Девствените гори покриват 36% от общата горска площ на планетата. За съжаление те прогресивно намаляват вследствие на пожарите и безконтролната сеч, а залесяването и възстановяването им не е приоритет на болшинството държави в света. За пример в това отношение е България. Само за първите 9 месеца на тази година са опожарени над 50 000 дка гори, като в т.ч. не влизат изсечените, а се предвижда да бъдат залесени само 3 000 дка. до края на годината.

Малцина са тези, които заявяват, че новите регулации на реките, безотговорните операции със земята, промените във вегетационния фонд, опожаряването и изсичането на огромни пространства с вековни гори са част от причините предизвикващи промени в климата и създават условия за бедствени ситуации, както по света, така и у нас. По този начин при обилни валежи водата се стича в по-големи количества и с много по-голяма скорост по обезлесените склонове на планините, по безконтролно засипаните дерета към коритата на реките, наводняват се селища, разрушават се жилища, промишлени сгради, пътни комуникации, унищожават се обработваеми селскостопански площи, домашни животни, не са малко и човешките жертви.

От гореизложеното се налага изводът, че проблемите с увеличаването на количествата СО2 в атмосферата и свързаните с това промени на климата, последвани от природни бедствия има природосъбразно решение и то е възстановяване на горите.

 

Защо трябва да залесяваме и възстановяваме горите?

Горите, ливадите, селскостопанските насаждения, водораслите и многобройните морски разновидности могат да решат природосъобразно проблема с емисиите на въглероден диоксид от човешките дейности, от дишането на всички живи организми населяващи земята, от вулканичната дейност и от естествените процеси на гниене. Но за това е необходимо България, Европа и светът спешно да предприемат мерки и за ускорено залесяване на стотиците милиони хектари пустеещи горски площи на планетата, както и радикална промяна на речния ландшафт. Не на последно място е и опазването на чистотата на световния океан. Този процес е в начална фаза и за него е измислено ново понятие -ренатуриране. Това означава да се позволи на реките да следват своите естествени корита и брегови зони и да се позволи на съответните растения да се развиват свободно и нормално. Алтернативата е наводненията да станат част от живота на хората, доволно наситен със замърсен въздух, липса на достатъчно кислород и чиста питейна вода.

Необходимо е българската държава заедно със събираните такси от квоти за емисии на парникови газове да осигурява годишно от бюджета целеви средства за общините да залесяват пустеещите горски площи. Общините от своя страна да се активират и да привличат такива средства и от европейските и световните целеви фондове. Съществува програма на Световната банка, субсидираща новите гори с цел намаляване на въглеродните емисии в атмосферата. Тя може да финансира 20 - 30 % от разходите. Проблемът е единствено във факта, че парите се изплащат след като работата бъде свършена, а не предварително. Трябва първо да се извърши залесяването, за да се вземат парите по европейската програма, което значи след около година. Световната банка пък отпуска своята част след петата година, след като гората вече е израснала. Разходите по залесяването обаче не са толкова големи. По експертни данни за един хектар са нужни около 10 000 лева - за фиданки, подготовка на почвата, транспорт и труд. Освен традиционните дървесни видове за залесяване са много подходящи и седемте най-бързо растящи дървета на планетата, посочени в таблица-2. Те усвояват за своя бърз растеж големи количества въглероден диоксид, който трансформират в органична дървесна маса и свободен кислород за атмосферата.

Таблица 2

Сравнителна характеристика по скорост на растежа на първите 7 вида

бързорастящи дървета на планетата *

 

 

Вид на растението

 

Год. нараст.

на вис.

Вис. на 3 –

год. дърво

Макс. вис. на

зряло дърво

1.

Пауловния, (Paulownia spp.)

3 – 5 м

10,5 – 15,5 м

15 – 20 м

2.

Хибридна върба (Salix spp. hybrid)

1,5 – 4 м

7,5 – 12 м

15 – 25 м

3.

Черна топола (Populus nigra)

2,5 – 3,5 м

9 – 12 м

20 – 25 м

4.

Хибридна топола (Populus deltoides)

2,5 – 3,5 м

9 – 12 м

20 – 30 м

5.

Тексаски червен дъб (Quercus texana)

2 – 2,5 м

7,5 – 9 м

15 – 20 м

6.

Червен евкалипт

(Eucalyptus polyanthemos)

2 – 2,5 м

6 – 9 м

10 – 15 м

7.

 

Плачеща върба (Salix babylonica)

1,5 - 2,5 м

4,5 – 9 м

15 – 20 м

* Данните са взети от изследвания на територията на САЩ Трябва да се отбележи обаче, че такива темпове на растеж могат да бъдат очаквани само при оптимални условия на местообитание и грижи. /5 /

 

 

Според всички прогнози дървесината ще продължи да поскъпва, така че направените сега разходи имат отлична възвръщаемост.Реализирането на такава програма разкрива нови работни места.

За България е наложително да се реализира ефективна защита на горите както от пожарите предизвикани преднамерено или неволно, така и от бракониерите. Необходими са не само закони предвиждащи тежки наказания, но и те да се прилагат стриктно с цялата им строгост. Незаконната сеч и пожарите следва да се класифицират като национално престъпление, а особено големите такива, обхващащи хиляди хектари горски площи - като престъпление срещу човечеството.

В заключение ще цитирам формулираният от Вернадски закон: „Животът се развива в резултат на постоянен обмен на материя и информация въз основа на енергийния поток слънчева енергия и при единство на средата и населяващите я организми. Изразява се в кръговрат на материята и оптимално оползотворяване на ресурсите.” Човечеството може да изгражда устойчиво своето настояще и бъдещето на поколенията след нас, като оползотворява пълноценно изкопаемите енергийни суровини, прилагайки съвременни технологии за увеличаване на кпд на изгарящите ги инсталации. Намаляването на количествата парникови газове в атмосферата може да се постигне чрез масирано залесяване на пустеещите горски площи, ефективна защита на съществуващите гори на планетата, т.е. чрез възстановяването на интензивността на природния цикъл на разлагане на въглеродните съединения през фотосинтезата на растителния свят с помощта на слънцето, водата и въздуха.

Очаква се потребностите от ел. енергия да се удвои до 2035 г. Пълното им задоволяване ще се реши, като се запази капацитета на сега действащите конвенционални ТЕЦ-ли, без да се увеличават емисиите на CO2, като се ускори развитието и приложението на възстановяемите енергийни източници, а също започне въвеждането в експлоатация на ядрените централи от ново поколение. Последните ще използват безопасно енергийно гориво, смес от торий и радиоактивен плутоний, а ще отделят безопасен отпадък. Необходим е разумен баланс между всички видове енергийни източницис цел постигане на достъпна цена на предлаганата ел. енергия на масовия потребител. Така ще се реши проблемът със завишените количества на CO2 в атмосферата в следващите десетилетия. Запазва се изграденото и ще се възстанови природната среда, при което се създават нови работни места и условия за по-добро настояще и бъдеще на човечеството. Всъщност това е смисълът на устойчивото развитие.

 

Ползвана литература:

  1. International Energy Statistic

  2. Европейска комисия –Действия по климата, 2016 г.

  3. Българската гора, 1999 г., Атанас Ангелов Раденски

  4. Gouveia L., Batista A.P., Sousa I.,Raymundo A., Bandarra N.M., 2008.

  5. По Галина Бояджиева: e-mail: galina_boyadzhieva@yahoo.com, Екологизация 2012, НБУ 35

емисии на въглероден диоксид
СО2
климат
минерални ресурси
парникови газове
По статията работи:

Маринела Арабаджиева