Серія статей “Біогаз – енергетична незалежність України” СЕО АгроБіогаз к.т.н. Ольга Сидорчук виданню AgroExpert.
Журнал AgroExpert
Світова кліматична політика та роль біогазових технологій
Ольга Сидорчук, канд. техн. наук, генеральний директор AgroBiogas
Зміна клімату – глобальне явище, яке піддається управлінню виключно шляхом міжнародної співпраці. Кліматична політика на міжнародному рівні пов’язана з розробкою стратегій та заходів захисту клімату шляхом скорочення викидів парникових газів та адаптації до наслідків зміни клімату. Про це, а також про вагомість біогазових технологій у кліматичній політиці розповідає експерт сектору біогазового виробництва, генеральний директор компанії АгроБіогаз, кандидат технічних наук, Ольга Сидорчук.
Що таке світова кліматична політика та для чого вона призначена?
Беззаперечним є факт зміни клімату, причому без обмежень національними кордонами. Причини та наслідки кліматичних змін є глобальною проблемою, а відповідно, потребують міжнародних злагоджених рішень та співпраці всіх країн світу.
Світова кліматична політика передусім стосується заходів, що можуть бути вжиті з метою досягнення ефективного захисту клімату. Ключовий напрям діяльності при цьому зосереджується на запобіганні та скороченні викидів парникових газів. Крім того, міжнародні представники держав розробляють стратегії для вирішення питання можливості усунення та стримування неминучих наслідків зміни клімату. Тобто, заходи спрямовані на скорочення викидів та адаптацію до змін клімату, що ці викиди викликають.
Основною метою міжнародної співпраці з питань захисту клімату є максимально можливе запобігання порушенню кліматичної системи, небезпечної для людства та екосистем. Зміни клімату, що спостерігаються сьогодні, перш за все пов’язані із глобальним потеплінням. Викиди парникових газів, пов’язані з діяльністю людини стрімко зростають з початку епохи індустріалізації, посилюється парниковий ефект, який і вважається ключовою причиною цього потепління. Уповільнення глобального потепління, як і стримування зміни клімату та його наслідків потребує значного скорочення викидів парникових газів у всьому світі, причому, як у короткостроковій перспективі, так і у наступні роки та десятиліття.
Що є правовою основою світової кліматичної політики?
Охорона клімату на міжнародному рівні має відповідну правову базу, а саме Рамкову конвенцію ООН про зміну клімату і на даний момент включає 194 країни-члени та ЄС, що виступає у ролі регіональної економічної організації. Майже всі країни світу погодились із цілями та принципами Рамкової конвенції, проте єдиних конкретних домовленостей в умовах значної кількості учасників важко, тому найбільш легітимними визнаються рішення, прийняті на щорічних конференціях на засадах консенсусу.
У доповнення до Рамкової конвенції про зміну клімату, існують також інші міжнародні політичні ініціативи та заходи по просуненню питань захисту клімату у промислово-розвинених країнах, та країнах, що розвиваються.
Так, у грудні 2015 року у Парижі відбулась історична зустріч понад 150 голів урядів та підписання Паризької кліматичної угоди. Було погоджено глобальний план дій щодо обмеження глобального потепління до рівня нижче двох градусів Цельсію, або до 1,5 градусів Цельсію від доіндустріального рівня з метою уповільнення темпів зміни клімату. Оскільки парникові гази, що утворюються в результаті виробництва та використання енергії з викопних видів палива і впливають на зміни клімату, їх застосування повинно бути скорочене на користь розширення відновлюваних джерел енергії та сприяння розвитку гідроенергетики, сонячної та вітрової енергетики, геотермальної енергетики та енергії з біомаси та біогазу.
Що таке «верхня межа у два градуси Цельсію», яке відношення поняття має до зміни клімату і чому важливе її дотримання?
Зусилля міжнародного співтовариства щодо захисту клімату об’єднались у 2010 році завдяки появі спільної політичної мети, прийнятої на 16-й Конференції країн-членів Рамкової конвенції про зміну клімату: обмежити та стабілізувати підвищення середньої глобальної температури до двох градусів Цельсію у порівнянні з доіндустріальним рівнем. Так звана «верхня межа у два градуси» – це науково обґрунтована та політично визначена межа, перетинання якої віщує небезпечні, нестійкі зміни клімату для людства та навколишнього середовища.
З початку ХХ століття і до сьогодні середня температура земної поверхні вже підвищилась приблизно на 0,8 градусу Цельсію. У випадку, якщо поточна динаміка зростання обсягів викидів парникових газів продовжуватиметься такими ж темпами, то до кінця століття можна очікувати потепління до чотирьох градусів Цельсію. А це, у свою чергу, матиме руйнівні наслідки для людей та екосистем у всіх куточках світу, але особливо негативно вплинуть на найбідніші верстви населення у країнах, що розвиваються. З метою стабілізації клімату на толерантному рівні, тобто нижче межі у два градуси, глобальні викиди парникових газів повинні бути скорочені у довготривалій перспективі.
З метою довготривалої стабілізації клімату, тобто, коли верхня межа у два градуси не буде перевищена, необхідне скорочення викидів вуглекислого газу у світі щонайменше удвічі до 2050 року у порівнянні з рівнем 2000 року. За розрахунками експертів Міжурядової групи з питань зміни клімату, пік глобальних викидів парникових газів повинен бути досягнутий не пізніше поточного 2020 року, а далі тенденція повинна йти на зниження (UNEP, 2016).
Для того, щоб дотримання меж у два градуси тривало, глобальні викиди парникових газів повинні бути обмежені до 44 млрд т СО2екв. вже зараз, у 2020 році. Згідно звіту Міжурядової групи, 2012 рік відзначився загальним обсягом викидів парникових газів на рівні 50 Гт CO2екв роком, тоді як у 2020 році очікується викидів в обсязі від 51 до 57 Гт CO2екв (UNEP, 2012). Це означає, що емісій приблизно на 8-13 Гт більше, аніж необхідно для досягнення стабілізації клімату нижче двох градусів Цельсію. Скорочення такої різниці є викликом та потребує глобальних амбіційних зусиль у найближчі декілька років на додачу до наявних зобов’язань.
Як впливає ведення сільського господарства на зміни клімату?
Сільське господарство генерує близько 11% парникових газів, серед яких вуглекислий газ (СО2), метан (СН4), оксид азоту (N2О) та аміак (NH3). Особливо шкідливими є викиди аміаку, оскільки порушують природню рівновагу екосистем.
Близько третини обсягів викидів вуглекислого газу (СО2) генерується сектором сільського господарства. До 90% викидів цього парникового газу відбувається в результаті розщеплення органічних речовин на заболочених територіях та осушених для ведення землеробства ґрунтах.
Близько 60% шкідливих для клімату викидів парникового газу метану (СН4) також припадають на сільське господарство, сектору належить першість у переліку забруднювачів.
Майже 80% викидів метану, що впливають на зміни клімату, відбуваються у рубці жуйних тварин. Можливості втручання для зниження обсягів емісій метану досі доволі обмежені і застосовуються виключно непрямі заходи:
- Удосконалення раціону худоби
- Опікування здоров’ям худоби з метою збільшення їх тривалості життя
Оксид азоту (N2О) утворюється на кожному ланцюгу сільськогосподарського виробництва, де в реакцію вступає азот. До прикладу, при внесенні азотних добрив, до 1% їх обсягу опиняється у повітрі у вигляді емісії. Цей парниковий газ майже у 300 разів більш шкідливий для клімату за вуглекислий газ. Оксид азоту сприяє виснаженню озонового шару.
Ефективне управління азотом, від кормовиробництва, згодовування кормів і до удобрення посівних площ – є запорукою скорочення викидів оксиду азоту. Чим менше виділяється аміаку, тим краще для клімату.
Методи точного внесення добрив, а також технологія розкидування добрива у приґрунтовому шарі, здатне полегшити ситуацію. До того ж, інгібітори нітрифікації знижують викиди оксиду азоту у перші декілька тижнів після внесення азотних добрив. Рішення, що утримують азот у верхніх шарах ґрунту, досяжних для рослин, знижує втрати оксиду азоту, як, до прикладу, біологічна фіксація азоту.
Майже 95% викидів парникового газу аміаку (NH3) утворюється в результаті сільськогосподарської діяльності і має тенденцію до подальшого зростання. В першу чергу це пояснюється нарощуванням поголів’я свиней та птиці.
Аміак сприяє дифузному проникненню азоту в екосистеми, чим загрожує біорізноманіттю, особливо у місцях з низьким вмістом поживних речовин, сприяючи підкисленню грунтів та виділенню оксиду азоту. Крім того, аміак може сприяти утворенню мілкого пилу і відповідним чином шкодити здоров’ю людей.
Роль біогазових технології у кліматичній політиці
Після затвердження світовою спільнотою цілей щодо скорочення викидів парникових газів та адаптації до наслідків зміни клімату, все більшого значення набуває використання потенціалу біогазових технологій та широкого застосування органічних відходів рослинного та тваринного походження в якості сировинного забезпечення виробництва.
Серед основних кліматичних ефектів біогазового виробництва виділяємо:
- заміщення викопних видів палива,
- заміщення мінеральних добрив безпечними біодобривами після біогазової станції,
- скорочення емісій метану при зберіганні екскрементів тварин шляхом їх використання у біогазових установках,
- запобігання викидам парникових газів з муніципальних відходів шляхом їх зброджування тощо.
Біогазова станція є СО2-нейтральним виробництвом. Вуглекислий газ, що виділяється під час енергетичного використання біогазу відповідає кількості двоокису вуглецю, яку рослини вилучають з атмосфери протягом вегетаційного періоду.
Обсяги біогазового виробництва практично необмежені та постійно досяжні, а отже дані технології відмінно вписуються у бачення довгострокової перспективи скорочення емісій парникових газів. На місцях ведення сільського господарства завжди утворюються й накопичуються органічні відходи рослинного та тваринного походження.
Біогазове виробництво, окрім забезпечення відновлюваною електричною енергією, генерує значні обсяги теплової енергії, що, на відміну від викопних ресурсів, утворюється практично нейтральним для клімату способом.
Доволі важливою перевагою біогазових технологій є можливість накопичення та використання енергетичних джерел з біогазу тоді, коли у них є потреба. Ані сонячна, ані вітрова енергетика такої опції не має.
Енергетичне перетворення силосу кукурудзи, вирощеної на 1 га, у біогазовій станції, дозволяє скоротити викидів парникових газів приблизно на 10 т СО2екв у порівнянні з викопним паливом, та забезпечує зеленою електричною енергією 20 людей.
Використання в якості сировини для біогазового виробництва відходи життєдіяльності тварин, у свою чергу, має два позитивних ефекти на баланс парникових газів. По-перше, дане рішення дозволяє уникнути емісій при зберіганні гною та гноївки. Наявні у гної та гноївці поживні речовини шляхом ферментації перетворюються в електричну та теплову енергію, тоді як власне побічні продукти тваринництва – у високоякісні безпечні добрива. Гній однієї корови, перетворений у біогаз, скорочує емісії до 1,5 т CO2екв на рік, а також забезпечує електроенергією більш ніж одну людину.
Значно привабливіше для клімату виробляти електроенергію з біогазу, ніж з викопних видів палива. До прикладу, електростанції, що працюють на вугіллі, викидають понад 1000 г CO2екв за кВт*год електричної енергії, тоді як для біогазових станцій даний показник, зазвичай, нижче 250 г CO2екв за кВт*год електроенергії.
Слід зазначити, що висока частка відходів життєдіяльності тварин у сировинному забезпеченні біогазової станції є дуже привабливою. Скорочення емісій парникових газів на таких станціях може складати понад 1000 г CO2екв за кВт*год електроенергії.
Біогазові станції мають значний сировинний та екологічний потенціал, а біогаз розглядається, як ідеальна екологічна енергія для поліпшення захисту клімату та зниження залежності від імпорту енергоносіїв.
Широке впровадження біогазових технологій робить можливим одночасно свідоме ставлення до виробничих процесів, поводження з відходами та побічною продукцією органічного походження, отримувати енергоносії з сировини, що довгий час називалась «відходами», та бути реально причетним до скорочення викидів парникових газів, а отже і сприяти максимально ефективній адаптації до зміни клімату.