Негативные эмиссии могут предотвратить потепление климата

Процесс кругооборота двуокиси углерода при использовании методов его удаления из атмосферы с помощью улавливания, облесения и применения извести и железа. Рисунок предоставлен автором

Мало кто из россиян знает, что сейчас европеец, заказывая билет на самолет, имеет возможность повлиять на эмиссию парниковых газов. Это происходит либо на портале авиаперевозчика, либо на соответствующих порталах в Интернете. На портале atmosfair можно рассчитать, за какое количество диоксида углерода (СО2) ты лично ответственен при полете по определенному маршруту, и оплатить его. Дело, конечно, добровольное и рассчитанное только на осознание конкретным индивидуумом последствий пользования данным авиарейсом, можно и не платить. Известно, что при пролете по маршруту Берлин–Москва каждый пассажир несет ответственность за 400 кг СО2. Это количество парниковых газов можно компенсировать сегодня благодаря 10 евро. Именно столько стоит изъять из атмосферы такой объем двуокиси углерода. Впрочем, в других подобных порталах расценки могут быть иные. К тому же можно компенсировать и выбросы других пассажиров, летящих в одном самолете. А если компенсация будет превосходить объем выбросов, то при каждом полете доля СО2 в атмосфере будет снижаться. 

(Кстати, в России похожая программа применяется «Аэрофлотом». По сообщению пресс-службы компании, онлайн-калькулятор выбросов СО2 разработан в соответствии с передовыми практиками, применяемыми в авиационной отрасли, и согласно существующим методологиям Международной организации гражданской авиации (ИКАО) и Международной ассоциации воздушного транспорта (ИАТА). В качестве элемента экологической ответственности аналогичный продукт уже внедрен лидерами мировой гражданской авиации, такими как Air France, Delta Airlines, Emirates и другими авиакомпаниями. (В основе подхода к расчету воздействия на окружающую среду лежит известный факт: 1 т авиационного керосина в процессе сжигания в двигателе воздушного судна выделяет 3,15 метрической тонны диоксида углерода, который пагубно влияет на атмосферу, приводя к парниковому эффекту и изменению климата планеты. – «НГ-энергия».) 

Подобный подход можно распространить на глобальную перспективу. Если производится меньше СО2, чем забирается из атмосферы, то в глобальном масштабе мы получаем негативную эмиссию. В настоящее время между учеными существует согласие, что реализация подобной негативной эмиссии может стать решающим фактором для ограничения размера антропогенных климатических изменений. Пока, однако, неясно, в каком объеме негативных эмиссий земляне нуждаются. Но это зависит от того, насколько амбициозные цели ставит перед собой человечество.

12 декабря 2015 года 195 участников Рамочной конвенции ООН по изменению климата (UNFCCC) на конференции ООН по климату приняли решение об ограничении глобального увеличения средней температуры на планете по меньшей мере до 2 градусов Цельсия в сравнении с глобальными температурами доиндустриального периода. В идеальном случае речь шла даже о том, чтобы ограничить подъем температуры 1,5 градусами. От подобных целей зависит и эмиссионный бюджет. Другими словами, совокупные объемы эмиссии СО2, которые человечество еще может допустить, чтобы температура Земли не превысила 2 или 1,5 градуса (по Цельсию). Понятно, что при цели в 1,5 градуса остающийся объем выбросов гораздо меньше, чем при 2 градусах.

Но вряд ли мы сможем с помощью подобных целеуказаний точно направлять наши усилия в определенное русло, поскольку наше понимание климата связано со многими неточностями. Соответственно мы можем учитывать только довольно широкий диапазон вероятностей ожидаемого увеличения температуры для конкретного объема выбросов. Подобный диапазон называется чувствительностью климата. И наоборот, для определенной температуры имеется определенный диапазон объемов выбросов СО2, которые и позволяют достичь ее с различной степенью вероятности. 

Зависимость температурного режима планеты от прогнозируемых ежегодных выбросов двуокиси углерода для четырех сценариев, которые образуют основу для климатических моделей. Источник: Global Carbon Project. 2016

Исследовательский институт Меркатора (The Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change) (MCC) предоставляет возможность на своей страничке в Интернете наглядно получить представление о том, какой предполагается объем выбросов СО2 для различных температурных целей и в каком году будет полностью израсходован еще имеющийся в распоряжении человечества объем двуокиси углерода при постоянном количестве эмиссии. Получается, что если цель 2 градусов Цельсия должна быть достигнута со степенью вероятности в 66%, то мы может допустить эмиссию лишь 735 гигатонн СО2 до 2100 года (1 гигатонна равна 10 в девятой степени тонн). Но если наши сегодняшние выбросы остаются постоянными, то имеющийся резерв будет уже исчерпан к 2035 году. При поставленной же цели в 1,5 градуса резерв будет исчерпан уже к середине 2018 года. Предположим, что нам необходима большая надежность, тогда надо исходить из уменьшения имеющегося резерва, так что для цели в 1,5 градуса он уже, можно считать, будет исчерпан. Да и нет никакой уверенности, что цели в 2 градуса нам удастся достичь. Даже если мы вообще больше не будем допускать эмиссию диоксида углерода, и то сегодня нельзя со 100-процентной уверенностью говорить, что нам удастся добиться повышения температуры на Земле в пределах 2 градусов Цельсия.

Подобные рассуждения демонстрируют, насколько важен эффект негативной эмиссии, чтобы нам достичь таких амбициозных климатических целей. Но рассчитанные негативные эмиссии ни в коем случае нельзя рассматривать как замену мерам по предотвращению эмиссии парниковых газов. Напротив, имеющиеся анализы базируются на стратегиях, связанных с возможностями избежать каких-либо эмиссий за счет перехода на возобновляемые источники энергии и изменения стиля жизни людей. Но если снижение выбросов произойдет не в тех размерах, которые планировались, то тем больше будет необходимо негативной эмиссии. Правда, пока точно неясно, сколько. 

Доли выбросов двуокиси углерода, приходящиеся на различные страны в историческом разрезе. Источник: Global Carbon Project. 2016

В одном из анализов, опубликованных в научном журнале Natur Communication в 2015 году, его авторы Гассер, Гуиварх, Тачири, Джонес и Чиайс приходят к выводу, что в лучшем случае до конца текущего столетия нужно будет добиться только 90–370 гигатонн негативных эмиссий, но в худшем случае их потребуется уже 1650–2930 гигатонн.  

Вина и покаяние: политические перспективы

Негативные эмиссии могут быть реализованы независимо от места, где находятся реальные источники выбросов двуокиси углерода. Это означает, что если США произвели выброс, то Европа может тот же объем выброса изъять из атмосферы Земли. В отличие от мер, связанных с введением в строй возобновляемых источников энергии, негативные эмиссии позволяют компенсировать выбросы парниковых газов, произведенных в других странах. При этом особая роль падает на негативные эмиссии в случае отсутствия координации климатической политики в глобальном разрезе. Они позволяют и государствам без разработанного до деталей климатического договора постоянно ограничивать происходящие изменения климата. Это позволяет одним государствам, так сказать, покрывать вину других, поскольку они могут климатические прегрешения одних покрывать за счет негативных эмиссий. 

До сих пор только три государства не ратифицировали Парижское соглашение. В их числе Сирия, Никарагуа и Соединенные Штаты Америки (Россия пока также не ратифицировала это соглашение. – «НГ-энергия»). Как раз США, выбрасывая 5,4 гигатонны СО2 (2015), решающим образом влияют на изменения климата. Если США не будут участвовать в уменьшении эмиссии парниковых газов, то другим государствам придется больше предпринимать усилий для защиты климата. Но и в странах, ратифицировавших Парижское соглашение, все еще нет ясности относительно того, в каких размерах они намерены содействовать сокращению выбросов парниковых газов. Можно предположить, что такие страны, как Китай и Индия, не захотят принимать на себя строгие ограничения по защите климата, поскольку это может затормозить развитие их экономики. Поэтому есть надежда, что другие государства  внесут больший вклад в охрану окружающей среды. Такой подход ожидается прежде всего от стран, которые в прошлом выбрасывали в атмосферу достаточно большие количества диоксида углерода.

Исторически именно выброс СО2 ответственен за изменения климата. С начала промышленной революции эмиссия парниковых газов в атмосферу происходила прежде всего в Европе и США. Между тем, хотя Китай и сменил США в роли крупнейшего эмитента СО2, рассматривая ситуацию с точки зрения кумулятивных эффектов выбросов, он находится «только» на третьем месте после США и Европы. Поэтому можно было бы аргументировать, что, исходя из климатической справедливости, государства с большей исторической эмиссией парниковых газов, чем другие, должны изымать из атмосферы часть СО2, чтобы таким образом расширить еще имеющийся у человечества резерв на выбросы и для других стран гарантировать их собственные резервы на выбросы. Разумеется, подобное изложение представляет собой упрощение дискуссии о климатической справедливости, которая, например, оставляет без внимания самые различные темпы прироста населения в некоторых регионах. Но они демонстрируют особенности негативных эмиссий для современной климатической политики.

Как раз тогда, если не будет достигнуто единение всех стран в отношении глобально согласованной климатической политики, негативные эмиссии могли содействовать тому, чтобы коалиция сторонников единой климатической политики продолжала действовать. Конечно, при этом могут появиться не те стимулы. Как раз если государства с большой заинтересованностью в ограничении выбросов сигнализируют, что они начинают активно использовать негативные эмиссии, у других может появиться сомнение в необходимости прилагать собственные усилия для сокращения выбросов двуокиси кислорода. Еще более упростив, можно сказать, что, если я знаю, что большинство пассажиров самолета вкладывают свои средства в компенсацию вызываемых полетом выбросов, то почему я тогда должен буду меньше летать?

Цикл углеводорода: естественно-научные перспективы 

Одна из технических возможностей применения изъятого из атмосферы СО2 в замкнутых системах. Фото Climeworks

Встает вопрос: как можно реализовать негативные эмиссии в требуемых размерах? Что касается технологий и приемов, применяемых при негативных эмиссиях, речь идет, как правило, об аналогиях к естественной секвестрации благодаря физическим, химическим и биологическим процессам в системе Земли. Они в процессе развития планеты привели к тому, что концентрация атмосферного СО2 саморегулируется. Для лучшего понимания этого процесса и его актуальных размеров необходимо хотя бы упрощенно понять, как происходит кругооборот углерода с соответствующими его запасами. В атмосфере сейчас содержится примерно 850 гигатонн  углерода. Это соответствует количеству углерода, которое находится в земной растительности и растворено в верхних слоях океана на глубине 100 м. Следующие запасы углерода имеются в земной коре, которая содержит до 1500 гигатонн углерода. В глубоких океанских слоях растворено примерно 37 тыс. гигатонн углерода. Таким образом,  земная кора содержит вдвое больше, а океан – в 50 раз больше углерода, чем атмосфера. Обмен этим углеродом между атмосферой и другими его резервуарами происходит гораздо медленнее, чем с земной растительностью и верхними слоями океана. Наземные углеродные резервуары уже поглотили ту часть антропогенных эмиссий СО2, которые связаны с изменениями в землепользовании. Океан же пока благодаря газовому обмену через водную поверхность уже поглотил примерно 40% антропогенных эмиссий двуокиси углерода. На временной шкале тысячелетий таким путем из атмосферы будет удален почти весь антропогенный СО2. Хотя, надо признать, что возможности морского поглощения из-за океанской циркуляции ограничены, поскольку глубокие слои океана могут контактировать с атмосферой очень медленно.

Океан: различные  подходы 

Теоретически возможные физические механизмы по увеличению поглощения диоксида углерода морями связаны с увеличением вентиляции океана. Это происходит либо за счет ускорения процесса перемешивания слоев воды, либо благодаря прямому перемещению СО2 в глубокие слои океана. Последний метод был изучен еще в 70-е годы прошлого столетия итальянским физиком Чезаре Марчетти в связи с  предположениями по механизму по улавливанию и хранению углерода. В этом контексте и появляется понятие геоинжиниринга (которое можно определить как крупномасштабное принудительное изменение климата. – «НГ-энергия»). Переход СО2 в глубокие слои приведет к тому, что двуокись углерода скорее всего растворится в морской воде, – затем течениями когда-нибудь будет снова перемещена на поверхность и снова вступит в процесс газообмена с атмосферой. Имеющиеся модели позволяют ожидать, что из поступившего объема СО2 в глубины около 3000 м в течение 500 лет менее половины опять окажется в атмосфере. С 2006 года прямое улавливание углекислого газа для его связывания в океане запрещено, по сути дела, Лондонским протоколом (Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972 года, сокращенно – Лондонская конвенция, является одной из первых глобальных конвенций, направленных на защиту морской среды от человеческой деятельности и действует с 1975 года. Ее цель – содействие эффективному контролю за всеми источниками загрязнения моря и принятие всех практически осуществимых мер для предотвращения загрязнения моря сбросами отходов и других материалов. В настоящее время сторонами этой конвенции являются 85 государств. В 1996 году был согласован Лондонской протокол для придания Конвенции современного характера и в конечном счете ее замены. В соответствии с протоколом все сбросы запрещаются, за исключением сбросов возможно приемлемых отходов, указанных в так называемом обратном перечне. Этот перечень включает улавливания углекислого газа для его связывания. Лондонский протокол вступил в силу 24 марта 2006 года, и в настоящее время его сторонами являются 35 государств. – «НГ-энергия».)

Поэтому размышления относительно повышения уровня поглощения двуокиси углерода океаном представляют собой скорее теоретические рассуждения. Многообещающими, напротив, являются процессы, которые основываются на химических или биологических явлениях. В доиндустриальную эпоху в ходе круговорота углерода СО2, который тогда в основном попадал в атмосферу в результате вулканической деятельности как следствие химических реакций с разрушающейся  породой, опять изымался из воздуха и с продуктами, вызванными разрушениями, попадал в реки и в дальнейшем – в океан. Однако объем диоксида углерода, связанного с естественными процессами разрушения породы, составляет лишь сотые доли актуальных сегодня антропогенных эмиссий этого соединения. Химические возможности поглощения углерода океаном основываются на искусственном ускорении явлений разрушения породы, прежде всего в отложениях известковых и силикатных пород (оливин). Этого можно добиться за счет увеличения поверхности породы, которая подвергается разрушению. Это можно сделать, например, путем измельчения породы, а затем покрытия образовавшимися частицами поверхности почвы, например, во влажных тропических регионах или же введения их прямо в поверхностные воды. В случае применения оксидов кальция или гидрооксидов кальция следует учитывать, что при окислении известняка вначале образуется двуокись углерода, которую надо изолировать и заключить в соответствующие накопители. 

Система для захвата диоксида углерода из атмосферы. Фото Climeworks

Потенциал сокращения СО2 за счет химических процессов разрушения пород очень высок, однако требует значительного количества породы, которая сначала должна быть добыта, а потом измельчена. Химические реакции, связанные с поглощением 1 т СО2, требуют примерно 1 т  оливина. Базовые продукты реакции сначала будут противодействовать закислению океана, однако в случае слишком быстрых процессов разрушения породы они могут в конце концов вести к защелачиванию океана, последствия чего до сих пор пока мало исследованы.

Соответствующие процессы, основывающиеся на биологических реакциях, требуют значительно меньше исходного материала. Хотя Мировой океан содержит только малую часть глобальной биомассы нашей планеты (1–2%), на долю морского фитопланктона приходится примерно половина глобального фотосинтеза, при котором СО2 превращается в органический углерод. Небольшая часть этой биомассы погрузится в глубины океана еще до того, как процессы распада органики создадут снова двуокись углерода и питательные вещества. Подобный поток углерода, вызванный перемещением в нижние слои океана биомассы, называется «биологическим углеродным насосом». Распределение требуемой для фотосинтеза (наряду с солнечным светом) среды, состоящей из питательных веществ и микроэлементов, зависит от их поступления из глубоководных слоев, рек и из атмосферы, и соответственно ее количество неравномерно. Следствием является то, что появляются области, где наблюдается нехватка определенных или даже многих питательных веществ и микроэлементов, таких как, например, нитраты или железо, которые ограничивают рост водорослей. Именно в данном случае начинают действовать биологические процессы, вызывающие отложения углерода в океане. Питательные вещества, содержащиеся в удобрениях, способствуют активации роста водорослей и соответственно – биологических углеродных насосов. Благодаря этому усиливается нетто-транспорт СО2 из верхних слоев в глубокие океанские слои, а низкая концентрация этого соединения в верхних слоях океана усиливает тогда приток атмосферного СО2 в направлении океана.

Когда речь идет об удобрениях, то следует делать различие между макроэлементами (например, нитратами и фосфатами) и микроэлементами (например, железом). Для получения определенного количества углерода требуется примерно одинаковое количество макроэлементов, поэтому  введение новых макроэлементов потребовало бы значительных логистических и энергетических затрат. Альтернативой в данном случае было бы использование микроэлементов. В значительных морских регионах рост водорослей лимитируется наличием железа, в то время как макроэлементов имеется достаточно. Подобные регионы охватывают значительные области северной части Тихого океана, экваториальной части Тихого океана и Южного океана (совокупность южных частей Тихого, Атлантического и Индийского океанов, окружающих Антарктиду – «НГ-энергия»). За счет экспериментальной добавки железа можно было бы добиться во всех трех регионах увеличение биологического производства. Числовые модели показывают, что длительная секвестрация СО2 благодаря введению железа скорее всего может быть достигнута в Южном океане, поскольку введение удобрений в других областях привело бы к слишком сильному разрушению макроэлементов и, как следствие, к снижению уровня биологического производства в соседних регионах. В Южном же океане, как показывает естественное удобрение происходящей с островной группы породой, содержащей железо, фиксация углерода или перемещение углерода в более глубокие океанские слои в сравнении с бедными железом окружающими водными пространствами действительно усиливается. Если сделать экстраполяцию этих результатов на весь Южный океан, то оказывается, как показывают модели, что при этом происходит поглощение 1 гигатонны углерода в год. Таким образом, можно благодаря внесению тех или иных макро- или микроэлементов направленно манипулировать способностью морских экосистем к усиленному поглощению углерода. Следствием подобного манипулирования экосистемами, однако, является не только трансфер углерода. Усиленное насыщение микро- и макрочастицами водных масс ведет, например, к дополнительному разрушению кислорода на глубине. (Однако это в насыщенном кислородом Южном океане скорее привело бы только к относительно незначительным изменениям.) Кроме того, при реминерализации в качестве побочного продукта в небольших объемах образуется закись азота (N2O). Модели показывают, что в общем балансе дополнительное выделение закиси азота компенсирует примерно 10% СО2, которое поглощается в результате использования макро- и микроэлементов.  В дальнейшем приходится считаться с побочными эффектами, которые, по всей вероятности, будут влиять и на  производительность, и на всю цепочку питания в океане. Определенное воздействие будет наблюдаться и в отношении морской газовой микроэмиссии, а также в отношении озонового слоя. Необходимо также упомянуть и возможность повышенного образования нервно-токсических микроорганизмов. 

Суша: различные подходы

Касающиеся сухопутной части поверхности Земли  биологические процессы основывались на образовании углеродных соединений за счет фотосинтеза. Они отличаются от других вариантов в образовании содержащего углерод материала, полученного благодаря биосинтезу. Он существует или в форме накопленного углерода в живущем лесе, или в соответствующим образом переработанной форме. При дальнейшей переработке материал, содержащий углерод (например, древесина), может опять трансформироваться в энергию. Но в этом случае процесс образования СО2 будет нейтральным, поскольку сначала углерод был извлечен из атмосферы. Если же двуокись углерода, образующаяся из содержащего углерод материала, при его сгорании (например, дрова) будет отделена, уловлена и затем складирована или захоронена, то в данном процессе реализуются негативные эмиссии. Этот метод известен как биоэнергетика со связыванием и хранением углерода (BECCS), и на сегодня он является наиболее активно обсуждаемым способом по получению негативных эмиссий. Насколько надежен метод захоронения СО2, в значительной степени определяется особенностями породы, в которой размещается двуокись углерода. Этот метод применяется уже более 30 лет. Но даже если двуокись углерода улетучивается из своего хранилища, это не имеет никаких прямых рисков для людей. Биологически связанный углерод может быть и напрямую складирован. При изготовлении биоугля в процессе пиролиза создается вещество, которое благодаря своей инертности могло бы быть надежно захоронено на многие тысячелетия. В качестве побочных продуктов при пиролизе создаются биогаз и бионефть, которые также могут использоваться в энергетическом плане. Но биоуголь может использоваться и как смягчающая кислотность  присадка для почвы. В техническом аспекте процесс пиролизации для производства древесного угля достаточно разработан.

Для выращивания растений в вышеназванных целях по системе BECCS необходимо очень много пахотных земель, воды и питательных веществ. Например, потребовалось бы по меньшей мере 25% всех используемых сегодня в мире пахотных земель. Это примерно в три раза больше, чем площадь всех пахотных земель в Евросоюзе. Поэтому ученые опасаются негативных последствий масштабного внедрения системы BECCS: во-первых, нехватки земли, воды и питательных веществ для растений и животных; во-вторых, проблемы со снабжением продовольствием, что приведет к росту цен; в-третьих,   политические и социальные конфликты из-за растущих цен на продовольствие и голод. Последствия использования системы BECCS для цен на продовольствие, доступ к водным ресурсам и в целом к природе зависят от размеров применения, конкретных регионов и конкретных растений. Кроме того, стоит учитывать, что при значительных масштабах лесонасаждения наступает уменьшение  диффузной отражательной способности поверхности, поскольку лес темнее  травы. Из-за такой биофизической обратной связи тундра–тайга, как показывают модели, облесение в северных широтах, возможно, даже приведет к  глобальному потеплению, так как охлаждающий эффект от связывания СО2 будет сверхкомпенсироваться тепловым воздействием из-за уменьшения отражающей способности облесенной поверхности.

Но и на суше существует возможность химическим путем извлечь из атмосферы двуокись углерода. Эта возможность дискутируется под названием «Технологии захвата и накопления углекислого газа» (Air Capture). При применении подобной технологии воздух пропускается через сорбционные системы, которые могут отделить СО2. Затем эти системы регенирируются для получения чистой двуокиси углерода и снова могут  быть готовыми к циклу выделения СО2 из воздуха. Подобные установки могут работать в замкнутом цикле. Для таких систем имеются различные варианты. Они отличаются друг от друга применяемым абсорбентом: он может быть жидким (например, натрий-гидрооксид) или твердым (например, полимер карбоната). Метод «Технологии захвата и накопления углекислого газа» требует гораздо меньшей площади, приблизительные расчеты показывают, что для ежегодной абсорбции 10 гигатонн диоксида углерода (или примерно трети ежегодной эмиссии) потребуется площадь 122 на 122 км. Конечно, при этом надо иметь и места для захоронения. Проблематичной представляется оценка побочных эффектов. Конечно, для транспорта захваченных субстанций и регенерации абсорбентов требуется энергия. Разумеется, расчеты требуемого количества энергии очень сильно различаются в зависимости от того, насколько при этом учитывается существование воздушных циркуляций и как велики будут расходы на регенерационные процессы абсорбентов. Для определения побочных эффектов «Технологии захвата и накопления углекислого газа» нужно рассчитать потребность в энергии при ее применении.

Несмотря на наличие подобных сомнений, данная технология уже изучается и частными фирмами, и в кооперации с университетами и другими учреждениями высшей школы. Так, например, швейцарская фирма Climeworks реализует проект захвата углекислого газа с 2017 года. По этому проекту из атмосферы может изыматься примерно 900 т СО2. Эти количества могут в дальнейшем применяться для производства удобрений. Разумеется, потребность в таких проектах во всем мире намного больше, и в комбинации с возможностями захоронения изъятого СО2 они могут действительно содействовать сохранению климата.

Стоимость: производственные перспективы

Дискуссия о производственных перспективах требует учета различных компонентов стоимости и размеров оказываемого используемым методом влияния на окружающую среду. Производственные расходы определяются переменными составляющими, связанными с проведением мероприятий и постоянными составляющими, определяющими размер инвестиций. Существующие оценки основываются на инженерно-научных требованиях при реализации различных мер, исходя из одной тонны двуокиси углерода. Впрочем, часто для анализа привлекаются различные работы, и поэтому не всегда ясно, в каком объеме инвестиционные расходы при этом учитываются. Следует иметь в виду, что расходы рассчитываются исходя из действующих в настоящий момент цен. 

Если, к примеру, на корабле, который распыляет известь в океане, в больших объемах требуется топливо, то цена топлива будет возрастать. Это не только изменит производственные расходы для данного конкретного случая, но и повлияет на другие рынки и их участников. Подобные же размышления касаются и инвестиционных расходов. В данном случае решающим является тот, кто осуществляет это мероприятие. Для относительно большого промышленно развитого государства с хорошим рейтингом кредитоспособности подобные инвестиционные расходы будут относительно низкими. Для небольшого развивающегося государства подобные расходы уже достигают значительных величин, а для частной фирмы становятся даже запретительно высокими. Впрочем, необходимо учитывать, что в результате всеохватывающего применения мер для достижения негативной эмиссии будет реализована еще и значительная экономия от масштабов проведения операции, что может способствовать существенному снижению расходов. Подобный эффект скорее ожидается от технических мероприятий по реализации прямой Air Capture.

Если учитывать все эти факторы, то становится очевидным, что сегодняшние оценки расходов еще связаны со значительными неопределенностями. Если же отсортировать различные мероприятия по их расходам, то, согласно различным анализам, можно получить разброс расходов от 5 долл. до 400 долл. на тонну СО2. Другими словами, чем больший объем негативных эмиссий предполагается реализовать, тем выше будут расходы. В случае относительно недорогих мероприятий речь может идти о лесовосстановлении, внесении удобрений с содержанием железа, проведении BECCS с добыванием биомассы из водорослей. В случае более дорогих мер речь пойдет о внесении извести и прямом извлечении диоксида углерода из атмосферы.

Провести анализ производственных расходов станет возможно только тогда, когда будет известен размер требуемых негативных эмиссий. 

Однако даже при проведении одноразового мероприятия по негативным эмиссиям, при котором будет реализована стоимость 5 долл. за тонну,  оно тем не менее останется достаточно дорогим. Это связано с тем, что для оказания какого-либо эффективного влияния на глобальную температуру необходимо изъятие из атмосферы достаточно большого количества СО2.

Обратная связь: еще раз об обороте углерода

Если исходить из размеров операции по извлечению двуокиси углерода от тонны до гигатонны, то появляется другая проблема. Дело в том, что анализ не может ограничиваться только атмосферой, поскольку атмосфера представляет собой всего лишь резервуар для глобального кругооборота углерода. Этот кругооборот происходит в постоянном газообмене с земной биосферой и океаном. Причем и земная биосфера, и океан поглощают нетто почти половину ежегодной эмиссии СО2. Если же его концентрация в атмосфере снижается, то естественное поглощение тоже снижается или даже реверсируется. Это приводит к тому, что дополнительно поглощенное количество двуокиси углерода (например в лесах) нельзя сравнивать с количеством двуокиси углерода, изымаемым из атмосферы. Часть поглощенного деревьями количества СО2 была бы без облесения поглощена океаном. Упрощенно говоря, можно утверждать, что деревья отбирают двуокись углерода у моря. Последствиями этого явления становится то, что этот эффект уменьшает реальный вклад негативных эмиссий для сохранения климата. Подобные эффекты до сих пор учитывались в  естественно-научных климатических моделях, но им уделяют мало внимания при социоэкономических оценках потенциала негативных технологий эмиссии.

Приемлемость: перспектива для населения

Сейчас существует совсем немного исследований, которые бы изучали отношение населения к этим технологиям. Более того,  представляется, что многие из них населению вообще неизвестны. В одном из последних исследований на эту тему, к примеру, 72 процента опрошенных еще никогда не слышали о BECCS, и только 3 процента были уже  об этом методе информированы. Следует поэтому исходить из того, что  BECCS все же относится к более или менее известным технологиям, в то время как другие методы, такие как,  например, известкование, менее на слуху. Скорее всего о технологии BECCS известно потому, что кто-то когда-то слышал о CCS. Относительно того, что эта технология уже известна в прошлом,  имелась информация во многих исследованиях в других странах. Но в целом и CCS не является для подавляющего большинства понятным. Независимо от того, где проводились опросы: в Китае, в странах ЕС или в Японии, от 60 до 80 процентов населения никогда об этом ничего не слышали. Понятно, что восприятие подобных мер общественностью в значительной степени зависит от отношения человека к природе. 

Исследования, в которых сначала о технологиях  и связанных с их использованием мероприятиях информируют и лишь потом спрашивают относительно их одобрения или неодобрения, свидетельствуют, что люди с большим скепсисом к ним относятся, если применение данного метода кажется им неестественным. 

Процент одобрения в Германии таких мер, как облесение в больших масштабах, достигает 79 процентов, в то время как метод CCS не нравится 42 процентам. Степень одобрения методики  BECCS, содержащей оба элемента, находится где-то посредине. Но в данном случае доля тех, кто его отвергает, будет достигать в лучшем случае лишь 23 процентов.

Эти результаты показывают: люди лучше воспринимают такие «зеленые» решения, как, например, тотальное облесение пустыни Сахара или австралийских пустынь, игнорируя при этом такой побочный результат воздействия предпринятых мер на данные экосистемы,  как их бесполезность против изменения климата. При этом действительно оказывающие влияние технические  мероприятия воспринимаются людьми негативно.

Перспектива 

Дискуссия относительно признания целесообразности использования негативных эмиссий для предотвращения потепления климата пока в значительной степени ограничивается научными кругами. Да и здесь центр тяжести приходится на естественно-научные исследования, которые включают расчеты, касающиеся использования площадей земной поверхности или с обратной связью круговорота углерода. Напротив, социоэкономические и политические аспекты пока остаются почти не исследованными. Недостаточно исследованы также дополнительные стратегически опции действий и принятие данной теории населением. Именно первые результаты исследований отношения населения показывают необходимость всеохватывающего и открытого диалога с общественностью в том случае, если негативные эмиссии в будущем будут рассматриваться как вариант борьбы с изменением климата.

Сегодня в Германии политики не вникают в необходимость изучения вышеназванных проблем, хотя они охотно выставляют себя в роли передовых борцов с климатическими изменениями. Ни организации по охране окружающей среды, ни политические партии не способствуют началу конструктивного и ориентированного на существующие проблемы диалога. Напротив, никто из тех, кто претендует на высокие посты в политической жизни страны, не отваживается затронуть подобные темы. Одновременно подчеркивается важность целей, сформулированных в Парижском соглашении в связи с продолжительным существованием темы, необходимостью достижения международной стабильности и всемирным ростом выбросов парниковых газов. В данном случае мы имеем дело с противоречиями. Они заключаются в следующем. Конечно, политики могли бы в