Что такое выбросы углекислого газа?

В последние годы изменение климата стало глобальной проблемой, а выбросы углерода - ключевым фактором, приводящим к этому явлению. Выбросы углерода не только оказывают глубокое воздействие на глобальную экологическую обстановку, но и оказывают широкое и далеко идущее влияние на экономическое и социальное развитие различных стран.

Определение и значение эмиссии углерода

Смысл углеродных выбросов заключается в том, что в результате деятельности человека или природных процессов в атмосферу выбрасывается углекислый газ (CO2) и другие парниковые газы. Такие как метан (CH4 ), закись азота (N2O) и т. д. Эти газы поглощают инфракрасное излучение с поверхности Земли и приводят к усилению парникового эффекта, повышая глобальную температуру. Выбросы углерода можно разделить на две категории - естественные и антропогенные. К первым относится CO2, выделяемый в результате таких природных явлений, как извержение вулканов, дыхание растений и животных, а также лесные пожары. Ко вторым относится CO2, образующийся в результате деятельности человека, такой как сжигание ископаемого топлива, промышленное производство и транспорт.

Источник углерода

Энергетическая деятельность

По данным МЭА, производство энергии является крупнейшим источником глобальных выбросов углерода, на долю которого приходится около 73% от общего объема мировых выбросов. В основном это угольная энергетика, добыча нефти и природного газа, а также сжигание биомассы. При сжигании угля выделяется большое количество CO2, который является самым углеродоемким видом энергии. Автомобильный мазут, природный газ и т.д. также выделяют CO2, но его количество несколько ниже, чем у угля. Кроме того, процессы сжигания древесины, сельскохозяйственных отходов и т.д. также выделяют CO2 и технический углерод (мощное парниковое вещество).

Промышленное производство

В процессе промышленного производства образуется большое количество углеродных выбросов, на долю которых приходится около 21% глобальных выбросов углерода. Например, при производстве цемента при нагревании и разложении известняка (CaCO3) выделяется большое количество CO2. При выплавке стали кокс выступает в качестве восстановителя и выделяет CO2. В химической промышленности такие производственные процессы, как получение синтетического аммиака и пластмасс, опираются на ископаемое топливо и выделяют большое количество парниковых газов.

Транспорт

На транспорт приходится около 16% глобальных выбросов углерода, из которых автомобильный транспорт (легковые и грузовые автомобили) является крупнейшим источником, особенно топливные автомобили. А самолеты сжигают авиационный керосин, выбрасывают CO2 и водяной пар, поэтому создают сильный парниковый эффект на большой высоте. Кроме того, в судоходстве большие грузовые суда часто используют тяжелый мазут и имеют огромные выбросы углерода.

Риски, связанные с выбросами углекислого газа

Глобальное потепление

Избыточные выбросы углекислого газа приведут к повышению глобальной температуры и вызовут цепную реакцию. Например, ускорится таяние ледников, что приведет к повышению уровня моря, угрожая выживанию прибрежных районов и островных государств. Изменится и характер осадков: в одних районах проливные дожди стали причиной катастроф, в других - усилилась засуха. Это повлияет на сельскохозяйственное производство и поставит под угрозу глобальную продовольственную безопасность.

Разрушение экологической системы

Изменение климата нарушило первоначальный баланс экосистемы. Среда обитания многих видов была разрушена, а биоразнообразие сократилось. Некоторые растения и животные не могут адаптироваться к быстро меняющемуся климату и находятся под угрозой вымирания. Дисбаланс экосистемы еще больше ослабляет ее сервисные функции, такие как регулирование климата, сохранение воды и очистка воздуха, образуя замкнутый круг.

Измерение и мониторинг выбросов углерода

Показатели измерения

Общепринятыми показателями измерения выбросов углерода являются CO2-эквивалент (CO2e) и углеродный след. Метод измерения CO2e заключается в преобразовании всех парниковых газов в эквивалент CO2 по потенциалу глобального потепления (GWP). А углеродный след - это общее количество выбросов углерода, прямо или косвенно произведенных отдельным человеком, предприятием или страной за определенный период времени.

Методы мониторинга

Существует три основных метода обнаружения. Первый вид - спутниковый мониторинг, например, спутник НАСА OCO-2 отслеживает распределение концентрации CO2 в мире. Второй вид - наземные станции мониторинга, такие как обсерватория Мауна-Лоа на Гавайях, фиксирующие уровень CO2 в атмосфере в течение длительного времени. И последнее - корпоративная отчетность, которую можно ввести, обязав компании раскрывать данные о выбросах углекислого газа.

Как сократить выбросы углекислого газа?

Международное сотрудничество

В 2015 году было подписано Парижское соглашение, и около 200 стран договорились не допускать повышения температуры ниже 2℃ и стремиться к 1,5℃. Кроме того, с появлением углеродных рынков Европейский союз и другие регионы внедряют торговлю квотами на выбросы углекислого газа (ETS), чтобы стимулировать компании к сокращению выбросов.

Меры политики

Правительство может направлять предприятия и общество на сокращение выбросов углерода, разрабатывая и реализуя ряд политических мер. Оно может ввести налог на высокоуглеродные выбросы, как, например, налог на выбросы углерода в Швеции, который сократил выбросы на 25%. Поэтапный отказ от угля также является эффективным способом, например, Германия планирует полностью отказаться от угля к 2038 году. Кроме того, многие страны устанавливают график запрета на продажу топливных автомобилей и продвигают электромобили, чтобы сократить выбросы углекислого газа.

Технологические инновации

Использование возобновляемых источников энергии - ключ к сокращению выбросов, поэтому необходимо заменить ископаемое топливо солнечной, ветровой, ядерной энергией и т. д. Также мы можем использовать улавливание и хранение углерода (CCS), улавливая CO2 из промышленных выбросов и храня его под землей. Кроме того, эффективным способом является использование возобновляемой энергии для производства водорода вместо ископаемого топлива.

Личные действия

В повседневной жизни мы можем выбирать экологичные способы передвижения, например, ходить пешком, ездить на велосипеде или общественном транспорте, и сократить использование личных автомобилей. Кроме того, мы можем использовать эффективные бытовые приборы, чтобы уменьшить количество отходов, и выключать свет, чтобы сэкономить энергию. Кроме того, домашний скот является основным источником метана, поэтому мы можем изменить рацион питания, сократив потребление мяса, чтобы уменьшить выбросы углекислого газа.

Глобальные выбросы углерода

Китай выбросы углекислого газа

Китай является крупнейшим в мире эмитентом углекислого газа (около 30 процентов), главным образом за счет угольной генерации и тяжелой промышленности. Однако китайское правительство придает большое значение борьбе с изменением климата и приняло ряд мер по контролю за выбросами углерода. Например, активно развивать возобновляемые источники энергии, проводить политику энергосбережения и сокращения выбросов, а также взять на себя обязательство достичь углеродной нейтральности к 2060 году.

Выбросы углекислого газа в США по годам

Соединенные Штаты - страна с самыми высокими суммарными выбросами в истории. Но во многом благодаря тому, что сланцевый газ заменил уголь, в последние годы он сократился (около 5 миллиардов тонн в 2022 году). Однако из-за некоторой неопределенности политики США в области борьбы с изменением климата выбросы углекислого газа в атмосферу по-прежнему остаются под угрозой.

Выбросы углекислого газа в Индии

Из-за быстрого экономического развития и зависимости от угля выбросы углекислого газа в Индии быстро растут (около 2,8 миллиарда тонн в 2022 году). Поскольку основным источником энергии является уголь, энергетическая структура Индии относительно унитарна. Это в определенной степени ограничивает процесс сокращения выбросов. Однако уровень выбросов на душу населения остается низким.

Выбросы углекислого газа на душу населения по странам

Выбросы углекислого газа на душу населения в разных странах и регионах сильно различаются. Самый высокий показатель может достигать 35 тонн на душу населения (Катар), а самый низкий - всего около 0,1 тонны на душу населения (некоторые африканские страны). А в Китае выбросы углерода на душу населения составляют около 7 тонн на человека, что ниже, чем в развитых странах, но общий объем выбросов огромен.

Примеры выбросов углекислого газа

Многие компании также прилагают усилия для сокращения выбросов углекислого газа. Например, электромобили Tesla, по сравнению с топливными автомобилями, за весь жизненный цикл могут сократить выбросы углерода примерно на 50%. Напротив, американская певица Тейлор Свифт часто пользуется частными самолетами. Ее выбросы углерода в 2022 году достигли 8 293 тонн, что в 1 180 раз превышает среднегодовой показатель.

Заключение

В основе климатического кризиса лежат выбросы углерода, которые затрагивают энергетику, промышленность, транспорт и другие сектора. Сокращение выбросов углерода требует глобального сотрудничества, политической поддержки, технологических инноваций и индивидуальных действий. Несмотря на огромные трудности, совместными усилиями можно добиться гармоничного сосуществования человека и природы и защитить будущее планеты.