Як відновлюваний вуглець бореться зі зміною клімату

Відомо, що якщо ви вимірюєте викиди парникових газів з вихлопної труби автомобіля, ви отримаєте приблизно однакові результати, незалежно від того, чи працює двигун на паливі з викопного вуглецю, чи на відновлюваному паливі, виготовленому з біо-сировини. Тоді чому відновлювані палива рекламуються як значно менш викидні? Що таке відновлюваний вуглець? Якщо це вам здавалося заплутаним, ця стаття для вас, інформує Ukr.Media.

Для розуміння відповіді нам потрібно докладніше розглянути те, що ми називаємо "вуглецевим циклом" — або природним обігом вуглецю між живими організмами та різними частинами планети. Ось деякі приклади, як це працює:

• Фотосинтез — рослини поглинають вуглець (у формі вуглекислого газу, тобто CO2) з атмосфери та використовують його для росту.
• Дихання — тварини вивільняють вуглець (у формі CO2) в атмосферу при диханні.
• Дифузія/виділення — океани обмінюють вуглець (CO2) з повітрям над ними.

Ці взаємодії між трьома вуглецевими резервуарами — атмосферою (повітря), біосферою (живі організми) та гідросферою (океани) — формують велику частину вуглецевого циклу Землі. Цей цикл вуглецю є збалансованим. Однак є ще один дуже важливий резервуар: літосфера. Літосфера це верхній, твердий шар Землі. Він зберігає великі кількості вуглецю, переважно у вигляді вугілля, газу та нафти. Коли вуглець "закріплений" у літосфері, він там залишається дуже, дуже довго — навіть мільйони років. Недоторканий, він вивільняється дуже рідко, наприклад, під час вулканічних вивержень, вивільняючи вуглець у атмосферу у вигляді CO2.

Рух вуглецю між біосферою, атмосферою та гідросферою можна вважати частиною природного короткострокового вуглецевого циклу, а рух вуглецю в літосфері та з неї можна розуміти як частину довгострокового вуглецевого циклу. Таким чином, те, що ми називаємо відновлюваним вуглецем, походить від біосфери, атмосфери та гідросфери, але не від літосфери.

І ось де проблема.

За останні кілька століть літосферний вуглець не залишався недоторканим, оскільки людський вид все більше використовував його в ході індустріалізації. Насправді ми все більше видобуваємо вугілля, газу та нафти. Ми перетворювали ці родовища вуглецю в літосфері на енергію у вигляді тепла, електрики та палива (переважно шляхом спалювання) та дозволяємо вивільненим викидам проникати в атмосферу Землі. Цей масовий збій природних вуглецевих циклів планети призвів до різкого збільшення концентрації CO2 в атмосфері, створюючи парниковий ефект, збільшуючи температуру планети та спричиняючи значній зміні глобального клімату. Проблема не в тому, що CO2 можна знайти в атмосфері — проблема в тому, що концентрація CO2 в атмосфері збільшилася майже на 50 відсотків з початку промислового віку.

Хороший CO2 та поганий CO2?

Зважаючи на природний порядок речей, CO2 сам по собі не є злим. Це всього лише хімічна сполука — і дуже важлива. Без CO2 рослини не росли б, і життя було б неможливим. Однак, коли розглядаємо вплив людської діяльності на вуглецеві цикли Землі, стає зрозумілим, що джерело вуглецю або CO2 має велике значення. Таким чином, ми можемо сказати, що CO2 є поганим, якщо вуглець походить з літосфери — відомий також як "викопний" CO2. Це результат вилучення вуглецю з довгострокового циклу та його додавання до короткострокового циклу. Спалюючи все більші кількості викопних ресурсів, ми додали величезні кількості додаткового вуглецю з літосфери до атмосфери. Результат: ми збільшили загальну концентрацію CO2 в атмосфері, оскільки короткостроковий цикл не має природного способу зв'язування цього вуглецю або його швидкого повернення під поверхню Землі.

Отже, можна з упевненістю сказати, що нам потрібно припинити (або принаймні значно зменшити) використання викопних ресурсів, якщо ми хочемо обмежити глобальне потепління. Нам потрібно дозволити довгостроковому циклу виконувати свою роботу і утримувати свою частку вуглецю.

Це приводить нас до "хорошого" CO2: використання вуглецю, який вже є частиною короткострокового циклу і який природно циркулює між біосферою та атмосферою.

Уявіть, що на Землі немає людей. Вуглець і надалі переміщувався б з біосфери в атмосферу і назад, оскільки рослини росли б і гнили — і це не було б проблемою. Це вуглецевий цикл, яким ми можемо скористатися. Перед тим, як рослина гниє та викидає свій вуглець як CO2, ми забираємо цей вуглець на невеликий оманливий шлях і перетворюємо його на біопаливо, згадане на початку цієї статті. Чому б трохи не відкласти цей неминучий момент викидів? Загальна концентрація вуглецю в атмосфері не зачіпається цим.

Мета вуглецевої нейтральності

Чим більше ми розробляємо та використовуємо технології, які досягають вищезгаданого, тим ближче ми досягаємо вуглецевої нейтральності — це означає, що ми не додаємо більше вуглецю до короткострокового вуглецевого циклу, ніж те, що може бути природно зв'язане.

Звісно, сьогодні викопні ресурси все ще використовуються для багатьох речей, зокрема для перетворення на енергію. Викопна енергія все ще може використовуватися у виробництві відновлюваних та біо-основних палив або виготовленні матеріалів, таких як пластик: наприклад, вантажівка, яка доставляє сировину, може працювати на викопному паливі, або завод може отримувати енергію від вугілля чи газу.

Ось чому ви можете побачити звіти про те, що відновлювані продукти призводять до 70, 80 або 90 відсотків менше викидів, ніж їх викопні аналоги. Залишкові викиди можна зменшити ще більше, якщо всі викопні джерела енергії замінити відновлюваними, або якщо будь-які залишкові викиди будуть уловлені.

Хоча ми вважаємо, що в майбутньому можлива реальна вуглецева нейтральність (або навіть негативність, якщо ми зможемо забрати з атмосфери більше вуглецю, ніж додаємо), вже є потенціал створити величезну різницю за допомогою доступних сьогодні рішень — прямо зараз і в масштабі. Кожен кілограм викопного вуглецю, який нам вдається не викинути в атмосферу, має велике значення. Тому нам варто використовувати відновлювані рішення, щоб замінити викопні аналоги, де це можливо.