Не меньшими, а возможно и более значительными, неприятностями грозит разрушение стенок подземных хранилищ. Десятки лет на северных территориях шла добыча полезных ископаемых – нефти, газа, металлов. Огромные количества сырой нефти «потерялись» при авариях и протечках на нефтепроводах, но не распределились в почве, а остались в земле, скованные вечной мерзлотой. При таянии мерзлоты новые биоценозы могут быть отравлены нефтью. Образно такие ситуации принято называть «химическими временными бомбами», имея в виду отсроченный характер вредного воздействия. Временные бомбы могут иметь и «металлическую» природу: в отходах и отвалах горнодобывающих производств на многолетней мерзлоте содержатся огромные количества вредных для всего живого тяжелых металлов. На Севере уже пришлось столкнуться с проблемой, когда в поверхностные воды стали попадать размытые в оттепель сельскохозяйственные удобрения и ядохимикаты [28 с.19].
Очевидно, что проблема воздействия выбросов парниковых газов на состояние окружающей среды требует активного поиска возможных путей ее решения. И единственный механизм борьбы с глобальным потеплением, предложенный к настоящему времени, - это Киотский протокол. Приведет ли выполнение его положений к исчезновению или хотя бы к отсрочке угрозы? Предположим, что снижение выбросов СО2 пойдет в полном соответствии с протокольным графиком. В 2005-2010 годах мировая экономика будет продолжать развиваться и требовать новых затрат энергии, в том числе и в виде ископаемого топлива. Рост энергозатрат, скорее всего, будет отставать от роста экономики в целом, в связи с уменьшением энергоемкости производств. Выброс СО2 на единицу произведенной энергии также будет снижаться. Тем не менее оценки показывают, что страны Западной Европы для выполнения Киотского протокола к 2010 году должны уменьшить выбросы СО2 по сравнению с ожидаемыми на 28%. Поэтому развитым странам придется вкладывать все больше и больше средств, чтобы сохранить неизменным уровень промышленных выбросов. Экономисты подсчитали, что необходимые затраты на осуществление мероприятий по Киотскому протоколу в 2010 году будут варьировать от 100 до 400 миллиардов долларов, в зависимости от сценария.
В том же положении окажется и весь остальной мир. Сохранение уровня выбросов СО2 на 5,2% ниже уровня 1990 года потребует к 2050 году снижения выбросов по сравнению с ожидаемыми на 50%, что обойдется экономике примерно в триллион долларов в год и составит примерно 2% ВВП, а к 2100 году- 4% ВВП ежегодно.
Какую отсрочку по сравнению со сценарием «работаем как обычно» мы получим после выполнения Киотского протокола? Ответ парадоксальный: рост температуры по сравнению с ожидаемым повышением на 2-5ºС в мировом масштабе к 2100 году снизится на 0,15ºС, то есть потепление будет отсрочено лишь на шесть лет. Кроме того, к расходам на выполнение Киотского протокола добавятся еще и затраты на те самые последствия потепления, которые все равно наступят, пусть и на шесть лет позже. Тогда для чего нужен и нужен ли вообще Киотский протокол?
Киотский протокол необходим, как первое совместное усилие государств Земли по регулированию климата. Обязывающий характер Протокола заставляет со всей серьезностью отнестись к развитию альтернативных источников энергии, таких, как солнечная, термоядерная и прочие ее виды. Киотский протокол обязывает переходить на энергосберегающие технологии и требует от развитых стран передачи этих технологий развивающимся странам. Но совершенно очевидно, что в будущем потребуется регулярный пересмотр Протокола.
Таким образом, за сроки, соизмеримые с продолжительностью человеческой жизни, глобальное потепление вряд ли удастся предотвратить, если только не появятся новые кардинальные подходы.
4.2 Способы сокращения парниковых газов в атмосфере
Из вышесказанного становится ясно, что понижение концентрации диоксида углерода в атмосфере является актуальной задачей, решение которой необходимо для устойчивого развития человеческой цивилизации. Поэтому уже сейчас возникает необходимость разработки теоретических подходов и экологических программ, обеспечивающих снижение выбросов парниковых газов в атмосферу.
Мировая практика наработала возможные пути решения этой проблемы.
1. Традиционные направления:
· развитие технологий, обеспечивающих снижение удельного расхода первичных энергоносителей на единицу производимой чистой энергии;
· развитие энергосберегающих технологий при передаче энергии и использовании энергетических агрегатов.
2. Нетрадиционные направления:
· развитие технологий утилизации диоксида углерода путем химических преобразований для получения продуктов органической химии;
· развитие технологий поглощения («связывания») СО2 с использованием различного вида адсорбентов.
3. Альтернативные направления:
· диверсификация топливно-энергетического баланса заинтересованных стран;
· увеличение доли гидроэнергии, энергии ветра, биомасс и других нетрадиционных источников.
Однако помимо перечисленных технических, технологических и организационных мероприятий по сокращению поступления парниковых газов в атмосферу, существуют и принципиально новые подходы.
1. Идея консервации вырабатываемых парниковых газов в подземных хранилищах.
Суть идеи состоит в том, что по мере исчерпания запасов минерального сырья мы сможем эффективно использовать подземное пространство для решения экологических задач.
В результате проведенных исследовательских работ был сделан вывод о возможности использования в качестве хранилищ диоксида углерода следующие основные типы подземных объектов:
- отработанные нефтяные и газовые месторождения;
- природные ловушки, обладающие необходимыми коллекторными и экранирующими свойствами;
- подземные выработки ряда отработанных месторождений полезных ископаемых;
- выявленные, но не использованные резервные хранилища природного газа.
Рассматриваемая идея консервации углекислого газа в подземном пространстве обладает определенным количеством важных экологических, технологических и экономических преимуществ.
Наиболее значимые из них следующие.
Во-первых, появляется возможность сократить поступление диоксида углерода в атмосферу, независимо от изменения объемов его выработки, что особенно ценно в условиях роста промышленного производства и потребления энергии.
Во-вторых, снижается риск неблагоприятных экологических последствий производства диоксида углерода, так как его консервация в подземных резервуарах не сопряжена с какими бы то ни было отрицательными последствиями для окружающей среды, в частности – для подземных вод.
В-третьих, это вторичное использование инженерных и горно-технических сооружений, практически не требующее привлечения дополнительных инвестиций.
На сегодняшний день Российская Федерация располагает большим количеством подземных объектов, которые могут быть использованы в качестве резервуаров для хранения углекислого газа. Этот потенциал открывает широкие возможности для поиска и реализации наиболее эффективных решений.
Самый большой экономический эффект может быть получен при использовании в качестве указанных резервуаров отработанных месторождений природного газа, а также выявленных в процессе нефтегазоразведочных работ непродуктивных геологических объектов, обладающих необходимыми экранирующими свойствами.
Таким образом, по мере истощения минерально-сырьевой базы страны программа консервации диоксида углерода может стать альтернативным направлением комплексного использования недр и поддержать в стратегической готовности устойчивое развитие горной промышленности России.
2. Углерод, изъятый из атмосферы, можно хранить в почве.
Для того чтобы уменьшить количество углекислого газа в атмосфере, ученые предлагают растительные остатки, образующиеся как отходы лесной промышленности и сельского хозяйства, не сжигать, а превращать в древесный уголь, который затем можно вносить в почву. Будучи весьма устойчивым, он будет сохраняться там столетиями. Смысл этой операции в том, чтобы углерод, изъятый из атмосферы в ходе фотосинтеза, надолго вывести из обычного круговорота.
Сжигание ископаемого топлива неизбежно ведет к увеличению содержания в атмосфере углекислого газа (CO2), а это в свою очередь чревато дальнейшим развитием глобального потепления и подъемом уровня Мирового океана.
Всё чаще появляются работы, в которых говорится о необходимости крупномасштабного связывания углерода атмосферы (CO2) и о выводе его из глобального круговорота на время, измеряемое, по крайней мере, столетиями и тысячелетиями [35].
Экологи ищут простые способы связывания углерода атмосферы и по возможности долгого удержания его в форме, которая бы за счет природных процессов не превращалась снова в CO2. Выращивание лесов и вообще восстановление естественного растительного покрова, безусловно, способствует изъятию углекислого газа из атмосферы и накоплению углерода в тканях растений и в органическом веществе почвы. Однако как только леса и другие растительные сообщества достигают своей зрелости, поглощение CO2 в ходе фотосинтеза уравновешивается выделением этого газа в результате дыхания — как самих растений, так и, главное, организмов-редуцентов (грибов и бактерий), осуществляющих разложение отмерших растительных остатков. Соответственно, чтобы препятствовать возврату CO2 в атмосферу, необходимо сделать углерод органического вещества недоступным для редуцентов.Образовавшееся органическое вещество растений подвергают нагреванию в условиях дефицита кислорода (процессу пиролиза) и получают древесный уголь. Содержание углерода в древесном угле примерно в два раза выше, чем непосредственно в массе растительных остатков, но бактерии и грибы не могут использовать его для своих нужд. Поэтому, будучи внесенным в почву, древесный уголь может там сохраняться довольно долго — столетия, а возможно, и тысячелетия (по крайней мере, такого возраста естественно образовавшийся древесный уголь известен).