CC BY
189
УДК 572.021
DOI 10.29003/m2437.0514-7468.2020_43_3/328-335
РЕАЛЬНОСТЬ УГЛЕРОДНОГО СЛЕДА В ГЛОБАЛЬНОМ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА*
В.И. Ефимов**
Статья ставит под сомнение концепцию глобального усиления парникового эффекта из-за роста концентрации СО2 в атмосфере вследствие антропогенной деятельности и саму возможность производственной деятельности человека существенно влиять на изменение климата Земли. Автор считает сомнительным изложенный в тексте Парижского соглашения подход к пониманию парниковых газов и их влиянию на климат. Проанализировав авторитетное мнение ведущих климатологов мира, автор пришёл к выводу, что увеличение глобальной температуры за счёт производственной деятельности человека не имеет научное подтверждение.
Ключевые слова: глобальное потепление, Парижское соглашение, атмосфера, парниковый эффект, выбросы углекислого газа, улавливание СО2, научный подход к изменению климата.
Ссылка для цитирования: Ефимов В.И. Реальность углеродного следа в глобальном изменении климата // Жизнь Земли. Т. 43, № 3. С. 328-335. DOI: 10.29003/ m2437.0514-7468.2020_43_3/328-335
Поступила 10.06.2021 /Принята к публикации 25.08.2021
THE REALITY OF A CARBON FOOTPRINT IN GLOBAL CLIMATE CHANGE***
V.I. Efimov, Dr. Sci (Tech.)
Tula State University
The article calls into question the theory of the global greenhouse effect escalation attributable to the increase in the concentration of CO2 in the atmosphere due to human activity, as well as the very ability of industry to influence the Earth's climate. The author finds dubitable the very approach to understanding greenhouse gases and their impact on the climate reflected in the Paris Agreement. Analysis of authoritative opinions of the world's leading climate scientists leads to the conclusion that the increase in global temperatures due to industrial production, given a doubling of carbon dioxide concentration in the atmosphere, would constitute about 0,02 degrees. This is lower than the margin of error in modern global temperature measurements.
Keywords: global warming, Paris Agreement, atmosphere, greenhouse effect, carbon dioxide emissions, CO2 capture, climate change, climate science.
Введение. 22 апреля 2016 г. на саммите в штаб-квартире ООН в Нью-Йорке 197 государств подписали Рамочную конвенцию ООН, известную как Парижское соглашение по климату [3]. Парижское соглашение вступило в силу 4 ноября 2016 г. и объединяет свыше 90 стран, ответственных более чем за 55% всех выбросов парниковых газов (ПГ).
Этим соглашением государства-участники договорились удержать рост глобальной средней температуры ниже 2°C к 2100 г. по сравнению с её средней величиной
* Статья публикуется в порядке дискуссии.
** Ефимов Виктор Иванович - д.т.н., профессор Тульского государственного университета, v.efimov@ msk.sds-ugol.ru.
*** The article is being published in the interest of open discussion.
328
Жизнь Земли 43(3) 2021 328-335
во второй половине XVIII века. Страны-участницы принимают на себя добровольные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов.
По состоянию на февраль 2020 г. 189 государств присоединились к Парижскому соглашению, которое нацелено на удержание прироста средней температуры на уровне существенно ниже 2°С, а в идеале не выше 1,5°С, повышение способности адаптации к последствиям изменения климата и переход на низкоуглеродное развитие. Участники соглашения добровольно ставят перед собой амбициозные цели по сокращению нетто-вы-бросов СО2 в атмосферу: по состоянию на сентябрь 2019 г. 65 стран и Европейский Союз заявили о стремлении к углеродной нейтральности (выбросы СО2 = 0) к 2050 г. Многие из них либо уже запустили систему торговли выбросами СО2 или другие формы цены на углерод и «углеродных сборов», либо планируют это сделать в ближайшем будущем.
Доля России в выбросах парниковых газов составляет 5% - это 4 место в мире после Китая, США и Индии. Цели России в Парижских соглашениях сформулированы следующим образом: «Долгосрочной целью ограничения антропогенных выбросов парниковых газов в Российской Федерации может быть показатель в 70-75% выбросов 1990 года к 2030 году при условии максимально возможного учёта поглощающей способности лесов» [4], что не выглядит амбициозно на фоне стран-лидеров, стремящихся к климатической нейтральности (нетто-нулевым выбросам парниковых газов).
При этом представляется сомнительным сам подход в Парижском соглашении к пониманию парниковых газов и их влиянию на климат, что побудило автора провести анализ различных точек зрения на эту проблему с учётом мнения ведущих учёных-климатологов мира.
Различные точки зрения. Современная концепция глобального изменения климата, раскрученная западными политиками как научная, развивается несколько десятилетий. Согласно этой концепции, увеличение средней температуры поверхности Земли (рост на 0,8°С с середины XX в.) сопровождается таянием ледников, поднятием уровня Мирового океана, окислением и нагреванием морской воды; что за последние полторы тысячи лет человечество ещё не знало такого повышения температуры поверхности Земли, какое наблюдается в наши дни; что установленная причина этих процессов - усиление парникового эффекта из-за роста концентрации СО2 в атмосфере вследствие деятельности человека, и прежде всего использования ископаемого топлива в энергетическом секторе, и что эта причинно-следственная связь - предмет консенсуса учёных-климатологов всего мира.
Последнее утверждение является, мягко говоря, неправдой. Многие ведущие учёные-климатологи мира, не соблазнившиеся получением выгодных грантов, не согласны с изложенной выше точкой зрения.
В средствах массовой информации подогреваются алармистские настроения: «Глобальное изменение климата уже в наши дни приводит к разнообразным физическим, социально-экономическим и гуманитарным последствиям. Страховые компании фиксируют устойчивый рост количества природных катастроф и неблагоприятных событий - наводнений, ураганов, тепловых волн, града, засух, природных пожаров. Общий нанесённый ими ущерб с 1980-х гг. превышает $ 5 трлн. Последствия потепления на 5°С к концу XXI века оцениваются как катастрофические - и для здоровья и жизни населения планеты, и для мировой экономики» [1].
Озабоченность климатической угрозой от «научного сообщества» постепенно передаётся политикам, инвесторам, общественным деятелям и обычным гражданам по всему миру.
Еврокомиссия рассматривает возможность введения углеродного сбора на импорт товаров, который создал бы конкурентное преимущество для зарубежных компаний с невысокими выбросами парниковых газов. Это один из нескольких механизмов в рамках «Европейского зелёного курса», призванного превратить Европу в первый в мире «углеродно-нейтральный континент».
В Резюме доклада МГЭИК о потеплении на 1,5 градуса говорится, что средние инвестиции для ограничения потепления составляют $ 900 млрд в год. Государства планируют введение пограничного углеродного регулирования (например, border carbon tax в Евросоюзе). Инвесторы по всему миру реагируют на эти действия и настроения, отказываясь от финансирования секторов, связанных с ископаемым топливом. Нефтегазовые и электроэнергетические компании активно реструктурируют активы в пользу низкоуглеродных проектов, а также наращивают инвестиции в возобновляемую энергетику, биотопливо, улавливание СО2, повышение энергоэффективности, водородные технологии.
Углеродный след постепенно становится важной характеристикой товаров и услуг. Продажи компаний, имеющих экологические обязательства и программы устойчивого развития, растут быстрее, чем у конкурентов. Председатель Европейской комиссии Урсула фон дер Ляйен недавно назвала «Европейский зелёный курс» ключевым элементом экономического восстановления после пандемии COVID-19 [6].
Россия - второй по величине экспортёр в ЕС после Китая по объёмам CO2 (около 150-200 млн т ежегодно по всем товарам и услугам), а на страны ЕС приходится 42% российского экспорта, причём его основу составляют как раз углеводороды и металлы. Boston Consulting Group (BCG) оценила бремя углеродного налога для России в 3-4,8 млрд долл. в год. Вот вам и ключевой элемент экономического восстановления для Зелёной Европы!
На сцену выходят «технологии отрицательных выбросов», или NET (negative-emissions technologies). NET позволяют удалять CO2 или другие газы из атмосферы физическим или химическим путём. Сегодня благодаря нескольким технологиям учёные научились улавливать CO2 ещё до того, как он достигнет атмосферы. Цель NET - извлекать CO2 или другие газы непосредственно из воздуха, изменять методы землепользования, чтобы высаживать деревья и растения, которые секвестрируют углекислый газ, т. е. использовать природные системы для удаления CO2 из окружающей среды1.
Улавливание углекислого газа уже давно используется для очистки воздуха на подводных лодках и космических кораблях. Схожие технологии используются во всем мире для сокращения выбросов CO2 на угольных электростанциях, заводах по переработке природного газа, на производствах удобрений и биотоплива и в других отраслях промышленности у источников СО2. Эта технология сочетается с подземной закачкой и секвестрацией CO2.
Основные принципы технологии захвата точечного источника и извлечения CO2 в атмосфере одинаковы. Поток воздуха направляется через жидкий или твёрдый сорбент, который собирает CO2. Затем сорбент нагревают, CO2 выделяется в концентрированной форме, чтобы изолировать и использовать в качестве сырья для топлива или других продуктов.
Технология прямого захвата может использоваться непосредственно у точки выброса или там, где CO2 пригодится в качестве исходного сырья. Таким образом можно обойтись без сложных систем трубопроводов. Больше всего стоимость технологии зависит от количества энергии, необходимой для нагрева сорбента и выделения захваченного CO2, и колеблется от 200 до 500 и выше долларов за тонну.
1 https://profholod.ru/press/news/publikatsii/spasut-li-planetu-tekhnologii-udaleniya-so2-iz-atmosfery/
МГЭИК считает, что связывание углерода в почве способно снизить С02 при наименьших затратах от 0 до 100 долларов за тонну и может удалить от 2 до 5 гигатонн углекислого газа в год к 2050 г. Для сравнения, в 2017 г. мировые электростанции выпустили 32,5 гигатонны С02.
Однако в масштабах планеты промышленные технологии очистки не дают достаточного эффекта: речь идёт не о миллиардах, а всего лишь о миллионах тонн в год, а углекислый газ они улавливают только в местах его концентрации, а не из атмосферы, в которой он растворяется. Улавливание углекислого газа растениями из атмосферы тоже не решает задачу Парижского соглашения.
Научная точка зрения по изменению климата. Атмосферный воздух пропускает излучения, исходящие от Солнца с его температурой 5778°С, в виде лучей света. Поверхность Земли со средней температурой около +14,5°С излучает энергию в инфракрасном диапазоне, который атмосфера пропускает не в полном объеме.
Физик Филипп де Соссюр впервые смоделировал подобный эффект, выставив на солнце накрытый стеклянной крышкой сосуд и измерив разницу температур внутри него и снаружи. Внутри воздух оказался теплее. Физик Жозеф Фурье в 1827 г. предположил, что подобный в эффект в атмосфере Земли, может влиять на климат. Он сделал вывод, что температура в «парнике» повышается за счет различной прозрачности стекла в инфракрасном и видимом диапазонах [5, 11].
Поскольку нас интересует влияние углекислого газа на парниковый эффект атмосферы, логично было бы рассмотреть сначала имеющиеся в науке данные по динамике изменения глобальной температуры, которая представляет собой усредненную локальную температуру по времени года и суток по всему земному шару (метод американского ученого Хансена) [9]. Такие данные представлены в соответствии с данными НАСА 2015 года на рисунке 12.
Рис. 1. Эволюция глобальной температуры Земли в соответствии с данными НАСА 2015 года. Fig. 1. The evolution of global Earth temperatures according to NASA, 2015.
Из рисунка видно, что с середины 20 века идет постоянное потепление климата; ежегодный прирост глобальной температуры за последние 40 лет составляет 0,018±0,001°С.
Но что такое 50-70 лет для геологического времени? Это ничего. И на основании ничтожно малого промежутка времени строить научные обоснования по климату не корректно.
2 https://yandex.ru/images/search?from=tabbar&text
Изотопный состав льда (относительная концентрация разных типов молекул воды - 1Н1Н16О, 'Н2Н16О, 1Н1Н18О и других) говорит нам о температуре воздуха в прошлом. Температуры поверхности и концентрации молекул углекислого газа вблизи поверхности Земли на станции «Восток» (Антарктида) показана на рисунке 23.
400
300
200
100
Рис. 2. Эволюция температуры поверхности и концентрации молекул углекислого газа вблизи поверхности Земли на станции «Восток» (Антарктида) [10].
Fig. 2. The evolution of surface temperatures and the concentration of carbon dioxide molecules near the Earth's surface at the Vostok Antarctic station [10].
Благодаря «восточному» керну можно утверждать, что мы живем в теплую эпоху, которая называется Голоцен. Примерно 30 тысяч лет назад был максимум последнего оледенения, а 120 тыс. лет - предыдущее межледниковье. И так повторяется каждые 100 тыс. лет.
Количество парниковых газов действительно связано с температурой. Чем больше этих газов, тем теплее, но изначально изменения климата обусловлены изменениями орбитальных параметров Земли - эксцентриситета орбиты, наклона оси вращения и прецессией равноденствий (так называемыми «циклами Миланковича» [7]).
Возвращаясь к рисунку 1 и сравнивая его с рисунком 2, задаем вопрос: Корректно ли потепление климата в последнее время связывать с антропогенными факторами? Ведь, безусловно «восточный» керн и подтвержденная благодаря ему теория Миланковича более убедительны. Здесь чистая наука, физические законы и никакой политики.
Углекислый газ в атмосфере Земли и его влияние на глобальную температуру.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) имеет лоббистскую привычку искажать данные по содержанию С02 в атмосфере и по его эффекту на климат.
3 https://ekaykin.livejournal.com/122025.html
Углекислый газ составляет только 0,04% в атмосфере Земли. Это не самый важный и не единственный парниковый газ, как об этом благодаря климатической пропаганде думает большинство населения.
Водяной пар, объемы которого составляют до 95% всех парниковых газов планеты, является наиболее важным и распространенным парниковым газом.
Рассматривая известную таблицу4 из доклада МГЭИК (содержание парниковых газов в атмосфере Земли), также видно, что основной парниковый газ - это водяной пар. Но почему такой разброс оценок?
Таблица 1. Содержание парниковых газов в атмосфере Земли Table 1. Greenhouse gas content in the Earth's atmosphere
Copound Formula Concentration in atmosphere (ppm) Contribution (%)
Water vapor H2O 10-50,000 39-72
Carbon dioxide CO2 ~400 9-26
Methane CH4 ~1.8 4-9
Ozone O3 2-8 3-7
Ведь с подобным диапазоном говорить, что определенный газ вызывает точный процент парникового эффекта - невозможно.
Оценки количества ежегодных выбросов С02 от деятельности человека также производятся МГЭИК и оцениваются в 35,9 Гт С025 или 9,855 ГтС на 2014 год6 выбросов от ископаемого топлива, что составляет 4,6 ррт выбросов/год против 98 ррт/год от природных явлений, то есть менее 5% от естественных выбросов нашей планеты7 (рис. 3).
МГЭИК, предоставляя эти цифры, все равно утверждает, что на 100% увеличение концентрации углекислого газа от всего общего роста С02 на 30% после начала
One Inflow, two predicted levels (ppm) 4,6 18,4 130
Inflow Physics Level IPCC Level
■■ Natural Human
Рис. 3. Оценки количества ежегодных выбросов CO2. Fig. 3. Estimates of annual CO 2 emissions.
4 https://zen.yandex.ru/media/id/5b0200594bf161a5aeb306c5/zablujdeniia-o-co2-i-globalnom-po-teplenii-5d8a48bc433ecc00addb2794
5 https://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/archive/2015/GCP_budget_2015_v1.02.pdf
6 https://cdiac.ess-dive.lbl.gov/ftp/ndp030/global.1751_2014.ems
7 https://ams.confex.com/ams/2019Annual/webprogram/Manuscript/Paper349565/Contradictions%20to%20 IPCC%27s%20Climate%20Change%20Theory.pdf
промышленной революции вызвано антропогенными факторами. Но это научно не доказано!
Вышел шестой оценочный доклад по глобальным изменениям климата МГЭИК8, где дана новейшая оценка глобального потепления. Авторы доклада по-прежнему утверждают, что глобальное потепление продолжается, а его бесспорна причина - человек.
Заключение. В результате проведённого исследования приходим к следующим выводам:
- Рассматривая эволюцию локальной температуры в прошлом можно предоставить гораздо большие долговременные флуктуации (случайные изменения) температуры, чем в современный период; это приводит к мысли, что наблюдаемое в последние 40 лет потепление является долговременной флуктуацией и поэтому может смениться в любой момент похолоданием. Имеется ряд примеров этому в прошлом.
- Оценки количества ежегодных выбросов С02 от деятельности человека составляет 4,6 ррт выбросов/год против 98 ррт/год от природных явлений, то есть менее 5% от естественных выбросов нашей планеты.
- Основной экономический тезис Парижского соглашения глубоко спрятан в тексте (пункт 9.3). Он сводится к тому, что для передачи этих технологий слаборазвитым странам необходимо, чтобы остальные страны ежегодно отдавали 100 млрд долл. определённым корпорациям, создающим эти технологии. Наша страна будет платить за это сумму, которая сравнима с той, что тратится на образование или здравоохранение. В Резюме доклада МГЭИК для политиков о потеплении на 1,5 градуса говорится, что средние инвестиции для ограничения такого потепления составляют $900 млрд в год. Это действительно фантастические суммы, но как видно из аргументов в статье - это деньги, выпущенные на ветер или на какие-то другие цели, не связанные с изменением климата.
Проанализировав мероприятия по снижению СО2 в атмосфере приходим к выводу, что в масштабах планеты промышленные технологии очистки не дают достаточного эффекта: речь идет не о миллиардах, а всего лишь о миллионах тонн в год, а углекислый газ они улавливают только в местах его концентрации, а не из атмосферы, в которой он растворяется. Улавливание углекислого газа растениями из атмосферы тоже не решает задачу Парижского соглашения.
В целом, с научной точки зрения, цель Парижского соглашения абсолютно бессмысленна. В то же время в мире накопилось достаточно экологических проблем, например:
- 25 млрд т отходов в год уничтожают флору и фауну; большая часть мусора - пластик (разлагается 500 лет);
- 67,5 млн т СО и 12,5 млн т М0х в год выделяется в атмосферный воздух автотранспортом; ежегодно по всему миру из-за оксидов азота преждевременно умирают 385 тыс. чел. (результаты исследований 1ССТ);
- производится 2 млн т в день загрязнённых сточных вод, промышленных и сельскохозяйственных отходов; более 40% мирового населения страдает от дефицита чистой питьевой воды;
- 70 видов растений и животных вымирает ежедневно по всему миру; около 22 000 видов под угрозой исчезновения;
- лесные ресурсы мира ежегодно сокращаются на 3,3 млн га [2].
8 https://www.ipcc.ch/report/ar6/wgi/
Надо избегать выброса в атмосферу не углерода, а отравляющих веществ: серы, мышьяка, отходов химической промышленности. То, что отравляет землю, губит Аральское море, Байкал, загрязняет мировые акватории. Поэтому лучше использовать в промышленности сырьё с низким содержанием вредных веществ, например, низкосернистые угли Кузбасса - наилучшие из энергоносителей, которые более экологически безопасны и обеспечивают мобилизационную готовность в чрезвычайных ситуациях.
Лучше использовать опыт сплочения наций не вокруг мифов, а вокруг основополагающей идеи, такой, как, например, «Чистая планета».
ЛИТЕРАТУРА
1. Глобальная экономическая угроза и экономика России: в поисках особого пути (https:// climatescience.ru/pubs/5eecd11b1ae1af001912694c).
2. Национальный проект «Экология» (http://government.ru/rugovclassifier/848/events/).
3. Полный текст Парижского соглашения (https://www.break-fast.com.ua/paris-agreement/).
4. Порфирьев Б., Широв А., Колпаков А. Климат для людей, а не люди для климата // Эксперт, 2020. № 31-34. С. 44-47.
5. Смирнов Б.М. Физика глобальной атмосферы // Интеллект. Долгопрудный, 2017. С. 17-23.
6. Существование человечества под угрозой (https://www.kommersant.ru/doc/4194339).
7. Яроцкий С. Циклы Миланковича. Нас ждёт глобальное потепление или ледниковый период? (https://sci-news.ru/2019/cikly-milankovicha/).
8. Arrhenius S. On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground // Philosophical Magazine and Journal of Science, Series 5, V. 41, April 1896. P. 237-276.
9. Hansen J., Lebedeff S. Global trends of measured surface air temperature // J. Geophys. Res. 1987. P. 13345-13372.
10. Petit J.R., Jouzel J., Raynaud D. et al. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica // Nature. 1999. Vol. 399, N 6735. P. 429-436.
11. Smirnov B.M. Microphysics of Atmospheric Phenomena. Switzerland: Springer Nature, 2017. P. 28-36.
REFERENCES
1. The global economic threat and Russia's economy: in search of a special path (https:// climatescience.ru/pubs/5eecd11b1ae1af001912694c) (in Russian).
2. National Ecology Project (http://government.ru/rugovclassifier/848/events/) (in Russian).
3. The full text of the Paris Agreement (https://www.break-fast.com.ua/paris-agreement/) (in Russian).
4. Porfiryev B., Shirov A., Kolpakov A. Climate for people, not people for climate. Expert. 31-34, 44-47 (2020) (in Russian).
5. Smirnov B.M. Physics ofthe Global Atmosphere. Intellect [Intelligence]. P. 17-23. (Dolgohrudny, 2017) (in Russian).
6. The existence of humanity under threa (https://www.kommersant.ru/doc/4194339) (in Russian).
7. Jarotsky S. Milankovic Cycles. Is global warming or ice age coming? (https://sci-news.ru/2019/ cikly-milankovicha/) (in Russian).
8. Arrhenius S. On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground. Philosophical Magazine and Journal of Science. Series 5. 41, 237-276 (1896).
9. Hansen J., Lebedeff S. Global trends of measured surface air temperature. J. Geophys. Res. P. 13345-13372 (1987).
10. Petit J. R., Jouzel J., Raynaud D. et al. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature. 399 (6735), 429-436 (1999).
11. Smirnov B.M. Microphysics of Atmospheric Phenomena (Switzerland: Springer Nature, 2017). P. 28-36.
