ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА НА АРКТИЧЕСКИЕ ЭКОСИСТЕМЫ И ОЦЕНКА ЭМИССИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МОРСКИХ СУДОВ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-252-254 УДК 551.58+504.7(211)

И.И. Папцова, В.М. Каманин

СПбГМТУ, Санкт-Петербург

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА НА АРКТИЧЕСКИЕ ЭКОСИСТЕМЫ И ОЦЕНКА ЭМИССИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МОРСКИХ СУДОВ

В настоящий момент проблема изменения климата является наиболее актуальной. Все больше внимания уделяется последствиям изменений климата и рискам, связанным с климатическими изменениями в Арктике. Арктическая зона РФ (АЗРФ), территория которой составляет более четверти общей площади территории страны, имеет важнейшее геополитическое и экономическое значение. В статье представлены данные по влиянию парниковых газов на климат Арктике. А так же дан расчет выбросов парниковых газов (CO2) дизельными двигателями морских судов при выполнении инженерно-геологических исследований на лицензионном участке Карского моря.

Ключевые слова: Арктика, выбросы, парниковые газы, суда, дизельные двигатели, эмиссии, изменение климата. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.

DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-252-254 UDC 551.58+504.7(211)

I.I. Paptsova, V.M. Kamanin

St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg

THE IMPACT OF CLIMATE CHANGE ON ARCTIC ECOSYSTEMS AND THE ASSESSMENT OF GREENHOUSE GAS EMISSIONS FROM THE USE OF MARINE VESSELS

At the moment, the problem of climate change is the most urgent. More and more attention is being paid to the effects of climate change and the risks associated with climate change in the Arctic. The Arctic zone of the Russian Federation (AZRF), the territory of which makes up more than a quarter of the total area of the country, is of the most important geopolitical and economic importance. The article presents data on the impact of greenhouse gases on the Arctic climate. The calculation of greenhouse gas (CO2) emissions from diesel engines of marine vessels during engineering and geological studies at the license area of the Kara Sea is also given.

Key words: Arctic, emissions, greenhouse gases, ships, diesel engines, emissions, climate change. Authors declare lack of the possible conflicts of interests.

В настоящий момент проблема изменения климата является наиболее актуальной. Все больше внимания уделяется последствиям изменений климата и рискам, связанным с климатическими изменениями в Арктике. Арктическая зона РФ (АЗРФ), территория которой составляет более четверти общей площади территории страны, имеет важнейшее геополитическое и экономическое значение [1-3].

В арктической зоне РФ сосредоточено до 20% нефтяных и более половины газовых отечествен-

ных запасов, месторождения редких металлов, золота, угля и других полезных ископаемых.

Значительное внимание к проблемам развития региона связано с началом глобального потепления.

Однако арктические системы - природные, экономические, социальные - в силу экстремальности климатических условий оказываются чрезвычайно уязвимыми к изменениям климата [4-6].

Наиболее ярким региональным откликом на развивающиеся процессы глобального потепления

Для цитирования: Папцова И.И., Каманин В.М. Воздействие изменения климата на Арктические экосистемы и оценка эмиссии парниковых газов при использовании морских судов. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 252-254.

For citations: Paptsova I.I., Kamanin V.M. The impact of climate change on Arctic ecosystems and the assessment of greenhouse gas emissions from the use of marine vessels. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 252-254 (in Russian).

I.I. Paptsova, V.M. Kamanin

The impact of climate change on Arctic ecosystems and the assessment of greenhouse gas emissions from the use of marine vessels

является сокращение протяженности и толщины арктических морских льдов. Распространение льдов в арктических морях оказывает прямое влияние на морскую хозяйственную деятельность. Льды стали дальше отступать от берегов, хотя отступление не было одинаковым вдоль всего побережья сибирских арктических морей.

Более частое появление айсбергов вследствие разрушения островных ледников увеличивает риск для морских перевозок и проектируемой добычи углеводородов на арктическом шельфе. Произошедшие изменения климата оказали негативное влияние на берега арктических морей, которые стали разрушаться вследствие повышения температуры воздуха, сопровождающегося таянием мерзлых пород, и усиления ветрового волнения, оказывая негативное влияние на прибрежную инфраструктуру.

Имеются данные относительно происходившего в течение последних 100 лет увеличения количества осадков в Арктике; вместе с тем специалисты отмечают, что уровень прироста осадков крайне мал (составляя около 1% за десятилетие), это увеличение весьма непостоянно в пространстве и недостаточно определенно подтверждается в силу слабой развитости сети наблюдения за осадками и трудностями измерений количества осадков в ветреную погоду, характерную для арктического региона. Пока нет определенных свидетельств относительно увеличения количества и силы штормов в Арктике, в то же время уязвимость береговой линии к штормам увеличивается по мере отступления границы распространения морских льдов. Начиная с 30-х годов ХХ века, вслед за изменениями температурного режима и крупномасштабной атмосферной циркуляции отмечается увеличение стока евразийских рек бассейна Северного Ледовитого океана.

Сокращение территории распространения ледников на суше и морских льдов в Арктике, сокращение периода стояния льда на реках и озерах на территории практически всей Субарктике, начавшееся в 80-х годах ХХ века, таяние многолетней мерзлоты практически во всех местах проведения наблюдений - все эти объективно наблюдаемые процессы следуют за процессом повышения температуры приповерхностной атмосферы в Арктике. Вместе с имеющимися очевидными свидетельствами разрушения многолетней мерзлоты, пока явно недостаточно данных продолжительных наблюдений и инструментальных измерений, показывающих масштабы расширения «активного» слоя (поверхности суши с низкой отражательной способностью).

Изменение климата ученые связывают с ростом концентрации парниковых газов в атмосфере.

Самым значимым антропогенным парниковым газом в атмосфере Земли является диоксид углерода. Его вклад в радиационный форсинг (№) составляет около 66%. За последнее десятилетие ~ 82% увеличения ЯР обусловлено влиянием СО2. Средне-глобальная концентрация СО2 в 2018 г. составила 407,8 ± 0,1 млн-1, увеличившись по сравнению с 2017 г. на 2,3 млн-1 (Бюллетень ВМО по парниковым газам № 15 от 25 ноября 2019 г.).

На протяжении всего периода наблюдений на российских станциях содержание СО2 в атмосфере северных широт непрерывно увеличивается. В 2019 г. уровень концентрации СО2 достиг очередного максимума. Среднегодовое значение концентрации диоксида углерода на станциях, расположенных в фоновых условиях, приблизились к 414 млн-1, а максимальные за год концентрации, наблюдаемые в зимние месяцы, превысили значение 420 млн-1.

Промышленное освоение арктического шельфа РФ начато в Печорском море в декабре 2013 года. В настоящее время ведутся инженерно-геологические исследования и поисково-оценочное бурение в Карском море. В Карском море открыты три месторождения с суммарным объемом оцененных запасов более 1,7 трлн м3 газа и порядка 200 млн т нефти и конденсата. По запасам углеводородов месторождения признаны уникальными и сопоставимыми со всеми нефтегазовыми запасами Ближнего Востока [7].

Учитывая, что для всех исследований арктического шельфа и добычи углеводородов используются морские суда, представляет интерес количественная оценка эмиссии парниковых газов от сжигания топлива в дизельном оборудовании судов.

Оценка выбросов парниковых газов (С02) дизельными двигателями морских судов при выполнении инженерно-геологических исследований на лицензионном участке Карского моря выполнена в соответствии с [8] по формуле:

Есо2у =± (РС]у х ЕЕсо^у хЩ^ ), ] =1

где ЕСО2 - выбросы С02 от сжигания топлива за период навигации, т С02; - расход топлива] за период навигации, т.у.т.; ЕГС0у,у - коэффициент выбросов С02 от сжигания топлива, т С02/ед.; О¥]У - коэффициент окисления топлива ], доля; ] -вид топлива, используемого для сжигания; п - количество видов топлива, используемых за период у.

Для выполнения инженерно-геологических исследований приняты 3 судна, которые представлены в таблице 1.

ФГУП «Крыловский государственный научный центр»

253

Таблица 1. Характеристики двигателей установленных на инженерно-геологических судах

«Спасатель Демидов» «Кимберлит» «Ocean Spirit»

Марка Гл. двигатель Всп. двигатель BF 8M 1015 MC (DEUTZ) Гл. двигатель Всп. дизель- Гл. двигатель Всп. двига-

ДЭА WARTSILA 8NVD генераторы Man-B&W тель Cater-

8L20 48A-2U NVD64H 18/22 Alpha prillar C32

Мощность, кВт 1440 380 970 150 2205 590

Количество, шт. 4 1 1 3 2 1

Расход топлива, т.

1407

93

513

237

1323

177

Пересчет из натурального выражения в энергетический эквивалент выполняется по формуле:

Щу = ¥С3,У Х Щ,У ,

где - расход топлива ] в энергетическом эквиваленте за период у, т у.т.; - расход топлива] в натуральном выражении за период у, т; к,у - коэффициент перевода в тонны условного топлива, т.у.т./т. Принят равным 2,17 для дизельного топлива в соответствии с таблицей 1.1 [8].

Общий расход топлива за одну навигацию составит 3750 т или 5437,5 т.у.т.

Коэффициент окисления топлива (ОЕ^) принят равным 1,0 (соответствует 100% окислению топлива).

Коэффициент выбросов С02 принят по дизельному топливу в соответствии с данными таблицы 1.1 [8]; ЕЕС02 = 2,17 т СО2/т.у.т.

При принятых показателях выброс СО2 за период навигации составит: 5437,5x2,17x1 = = 11799,38 т, что в соответствии с [8] относится к несущественным источникам выбросов парниковых газов (менее 50 тыс. т СО2 - эквивалента/год).

Однако, учитывая огромные масштабы планируемых работ на арктическом шельф, эмиссии парниковых газов от морских судов могут быть весьма существенными.

Список использованной литературы

1. Матишов Г.Г., Чилингаров А.Н. Объект изучения -российская Арктика // Вестник РАН. 2002. Т. 72. № 8. С. 687-691.

2. Филиппов В.В., ЖуковМ.А. Проблемы экономического развития арктической зоны Российской Федерации // НЭП - XXI век. Наука. Экономика. Промышленность. 2006. № 2. С. 19-22.

3. Матишов Г.Г., Дженюк С.Л. Проблемы управления морским природопользованием и обеспечения экологической безопасности в российской Арктике // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2014. Т. 3. С. 531-539.

4. Порфирьев Б.Н. Глобальные климатические изменения: новые риски и новые возможности экономического развития страны // Российский экономический журнал. 2009. № 6. С. 66-76.

5. Селин В.С., Васильев В.В. Тенденции и риски хозяйственной деятельности в Арктике в условиях долговременных климатических изменений // Арктика и Север. 2011. № 1. С. 125-133.

6. Катцов В.М., Порфирьев Б.Н. Климатические изменения в Арктике: последствия для окружающей среды и экономики // Арктика: экология и экономика. 2012. № 2(6). С. 66-79.

7. URL: https://www.rosneft.ru/press/news/item/204375/ https://iz.ru.

8. Методические указания и руководство по количественному определению объема выбросов парниковых газов организациями, осуществляющими хозяйственную и иную деятельность в Российской Федерации, утвержденные приказом Минприроды России от 30.06.2015 № 300 (зарегистрированы в Минюсте России 15 декабря 2015 г. № 40098).

Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Папцова И.И., Каманин В.М., 2021