Последние двадцать лет мировое сообщество и лидеры ведущих стран мира сходятся в том, что изменение климата - это одна из ключевых проблем человечества, наряду с глобальным голодом, перенаселенностью, загрязнением, сокращением биоразнообразия и эпидемиями. Многие из нас уже ощутили, как существенное изменение температуры влияет на привычный уклад жизни и окружающие нас экосистемы: начиная от более жаркой погоды до изменения уровня мирового океана из-за таяния льдов.
Ключевой причиной нагревания планеты являются выбросы парниковых газов, в особенности, углекислого газа из-за процессов индустриализации. Для снижения влияния на климат компании, государства и обычные люди переходят на возобновляемые источники энергии и начинают использовать ресурсосберегающие технологии. Но “нулевых выбросов” достичь сложно, дорого, а в некоторых отраслях на данном этапе развития технологий - просто невозможно.
Что остается? Общепринятый ответ сегодня - сократить “углеродный след”, то есть совокупность всех выбросов парниковых газов, произведенных в процессе работы бизнеса или человека, до минимума - а остальное компенсировать,
Традиционным способом компенсации углеродного следа является посадка растений, чаще всего, деревьев - чем активно занимается и “Мой след”.
Но в последние годы на сцене появились… водоросли! В поиске альтернативы деревьям, ученые провели массу исследований о роли водорослей в углеродном цикле планеты. Логика понятна: территории для посадки деревьев ограничены, а вода на планете занимает значительно больше места, чем суша - чем не потенциал для развития? Только в нашем сообществе за последний месяц появилось несколько комментариев о водорослях и компенсации углеродного следа, настолько эта тема популярна.
Итак, деревья или водоросли? Есть ли смысл сажать только деревья - или же водоросли спасут всех нас от изменения климата? Есть ли в этом деле подводные (во всех смыслах) камни?
Давайте разбираться вместе!
Ключевой причиной нагревания планеты являются выбросы парниковых газов, в особенности, углекислого газа из-за процессов индустриализации. Для снижения влияния на климат компании, государства и обычные люди переходят на возобновляемые источники энергии и начинают использовать ресурсосберегающие технологии. Но “нулевых выбросов” достичь сложно, дорого, а в некоторых отраслях на данном этапе развития технологий - просто невозможно.
Что остается? Общепринятый ответ сегодня - сократить “углеродный след”, то есть совокупность всех выбросов парниковых газов, произведенных в процессе работы бизнеса или человека, до минимума - а остальное компенсировать,
Традиционным способом компенсации углеродного следа является посадка растений, чаще всего, деревьев - чем активно занимается и “Мой след”.
Но в последние годы на сцене появились… водоросли! В поиске альтернативы деревьям, ученые провели массу исследований о роли водорослей в углеродном цикле планеты. Логика понятна: территории для посадки деревьев ограничены, а вода на планете занимает значительно больше места, чем суша - чем не потенциал для развития? Только в нашем сообществе за последний месяц появилось несколько комментариев о водорослях и компенсации углеродного следа, настолько эта тема популярна.
Итак, деревья или водоросли? Есть ли смысл сажать только деревья - или же водоросли спасут всех нас от изменения климата? Есть ли в этом деле подводные (во всех смыслах) камни?
Давайте разбираться вместе!
Фотосинтез
Об этом процессе мы все знаем со школьных уроков биологии. Водоросли, так же как и любые другие зеленые растения, могут поглощать углекислый газ и выделять кислород. И да, это действительно самый простой компенсационный механизм по спасению планеты от нагревания.
Однако, у водорослей нет явных преимуществ в поглощении парникового газа для фотосинтеза. Но есть косвенные факторы, которые выгодно отличают их от наземных растений, а именно: быстрый цикл роста (некоторые виды растут на 3 см в час!), нет необходимости в таком большом количестве почвы, а для выращивания нужно меньше азота и фосфатов. А это значит, что выращивание водорослей не будет косвенно влиять на проблемы голода, отнимая плодородные земли на компенсационные проекты и не дает дополнительной нагрузки на “грязный” сектор создания удобрений.
Важным аспектом является то, что водоросли могут брать питательные вещества из сточных вод. Таким образом, они могут одновременно с уменьшением эффектов от парниковых газов, снижать загрязнение воды. Изучаются даже виды водорослей, способные питаться пластиком. Безусловно, эти эффекты необходимо глубоко изучать прежде чем внедрять такие технологии в непривычные экосистемы, чтобы не разрушить их.
Если бы водоросли были только одним из фотосинтезирующих растений, они бы не вызывали столько интереса у ученых и политиков. Но дело в том, что они не только создают кислород из углекислого газа, но еще и
Захватывают и связывают СО2 в почве
Этот процесс называется секвестрацией углекислого газа. Водоросли связывают диоксид углекислого газа и далее “закапывают” его в прибрежных зонах или уносят вглубь океана. Это позволяет парниковому газу рециркулировать в атмосфере, но не удаляет его полностью. Прямо как на картинке.
Об этом процессе мы все знаем со школьных уроков биологии. Водоросли, так же как и любые другие зеленые растения, могут поглощать углекислый газ и выделять кислород. И да, это действительно самый простой компенсационный механизм по спасению планеты от нагревания.
Однако, у водорослей нет явных преимуществ в поглощении парникового газа для фотосинтеза. Но есть косвенные факторы, которые выгодно отличают их от наземных растений, а именно: быстрый цикл роста (некоторые виды растут на 3 см в час!), нет необходимости в таком большом количестве почвы, а для выращивания нужно меньше азота и фосфатов. А это значит, что выращивание водорослей не будет косвенно влиять на проблемы голода, отнимая плодородные земли на компенсационные проекты и не дает дополнительной нагрузки на “грязный” сектор создания удобрений.
Важным аспектом является то, что водоросли могут брать питательные вещества из сточных вод. Таким образом, они могут одновременно с уменьшением эффектов от парниковых газов, снижать загрязнение воды. Изучаются даже виды водорослей, способные питаться пластиком. Безусловно, эти эффекты необходимо глубоко изучать прежде чем внедрять такие технологии в непривычные экосистемы, чтобы не разрушить их.
Если бы водоросли были только одним из фотосинтезирующих растений, они бы не вызывали столько интереса у ученых и политиков. Но дело в том, что они не только создают кислород из углекислого газа, но еще и
Захватывают и связывают СО2 в почве
Этот процесс называется секвестрацией углекислого газа. Водоросли связывают диоксид углекислого газа и далее “закапывают” его в прибрежных зонах или уносят вглубь океана. Это позволяет парниковому газу рециркулировать в атмосфере, но не удаляет его полностью. Прямо как на картинке.
Это позволяет парниковому газу рециркулировать в атмосфере, но не удаляет его полностью. Поэтому одним лишь выращиванием водорослей обойтись нельзя, с ними нужно что-то делать далее, иначе они начнут гнить и вернут весь углекислый газ обратно, попутно “окисляя” океан и разрушая морские системы.
Одним из очевидных и простых вариантов является развитие подводного сельского хозяйства. Сбор урожая для питания позволит человечеству получить больше растительного и полезного белка. Другим вариантом является использования для кормления скота - это освободит посевные площади от кормовых пород, а также снизит количество метана, выделяемого животноводством (да, водоросли и так умеют).
Технологии секвестрации продолжают активно изучаться. На данный момент можно только приблизительно сказать сколько углерода могут связывать и хранить разные виды водорослей в разных регионах. Также вопросом остается влияние на другие экосистемы. В России существует морской карбоновый полигон в Геленджике, где занимаются мониторингом потоков парниковых газов, разработкой новых секвестрационных технологий для уменьшения эмиссии и увеличения поглощения углерода.
Какие еще есть возможности для использования водорослей после цикла фотосинтеза и захвата углекислого газа?
Биотопливо
Несмотря на то, что запасов нефти хватит миру еще на десятилетия, изменение климата вынуждает переходить производство и транспорт на другие, более устойчивые источники топлива. Из водорослей можно производить разные виды биотоплива, наиболее популярные - биоэтанол, биодизель, биобутанол, диметиловый спирт. Несмотря на разнообразие типов топлива, схема его создания похожа. Водоросли выращивают в больших бассейнах или на фермах, они превращают солнечный свет в энергию и хранят ее в виде масла. Масло извлекается механически (при прессовке биомассы) или с помощью химических растворителей, которые разрушают стенки клеток. Дальнейшая переработка и очистка дает биотопливо, подходящее для использования в качестве альтернативы традиционным видам топлива.
Одним из очевидных и простых вариантов является развитие подводного сельского хозяйства. Сбор урожая для питания позволит человечеству получить больше растительного и полезного белка. Другим вариантом является использования для кормления скота - это освободит посевные площади от кормовых пород, а также снизит количество метана, выделяемого животноводством (да, водоросли и так умеют).
Технологии секвестрации продолжают активно изучаться. На данный момент можно только приблизительно сказать сколько углерода могут связывать и хранить разные виды водорослей в разных регионах. Также вопросом остается влияние на другие экосистемы. В России существует морской карбоновый полигон в Геленджике, где занимаются мониторингом потоков парниковых газов, разработкой новых секвестрационных технологий для уменьшения эмиссии и увеличения поглощения углерода.
Какие еще есть возможности для использования водорослей после цикла фотосинтеза и захвата углекислого газа?
Биотопливо
Несмотря на то, что запасов нефти хватит миру еще на десятилетия, изменение климата вынуждает переходить производство и транспорт на другие, более устойчивые источники топлива. Из водорослей можно производить разные виды биотоплива, наиболее популярные - биоэтанол, биодизель, биобутанол, диметиловый спирт. Несмотря на разнообразие типов топлива, схема его создания похожа. Водоросли выращивают в больших бассейнах или на фермах, они превращают солнечный свет в энергию и хранят ее в виде масла. Масло извлекается механически (при прессовке биомассы) или с помощью химических растворителей, которые разрушают стенки клеток. Дальнейшая переработка и очистка дает биотопливо, подходящее для использования в качестве альтернативы традиционным видам топлива.
Использование водорослей как биомассы позволяет избежать главных проблем использования биотоплива: потерь лесов, деградации почв, ухудшения продовольственного кризиса.
Итоги погружения
Использование водорослей для борьбы с изменением климата - действительно перспективное направление за счет синергии их эффектов. Одновременно водоросли перерабатывают углекислый газ в кислород в процессе фотосинтеза, захватывают и связывают в почве углекислый газ, а выросшая биомасса активно применяется в отрасли альтернативных источников энергии.
Водоросли не соревнуются с наземными растениями за почву, не влияют на выращивание пищи, а попутно со своей работой очищают воды. Нужна лишь одна, общая для всех климатических проектов осторожность, ведь если увлечься одной технологией и внедрить ее резко и в большом количестве, это может обернуться катастрофой. Ограничение проектов с выращиванием водорослей очевидно: нужен выход к большим массивам теплых вод, именно поэтому активнее всего водоросли изучают и выращивают в Новой Зеландии.
Водоросли и деревья!
Использование водорослей для борьбы с изменением климата - действительно перспективное направление за счет синергии их эффектов. Одновременно водоросли перерабатывают углекислый газ в кислород в процессе фотосинтеза, захватывают и связывают в почве углекислый газ, а выросшая биомасса активно применяется в отрасли альтернативных источников энергии.
Водоросли не соревнуются с наземными растениями за почву, не влияют на выращивание пищи, а попутно со своей работой очищают воды. Нужна лишь одна, общая для всех климатических проектов осторожность, ведь если увлечься одной технологией и внедрить ее резко и в большом количестве, это может обернуться катастрофой. Ограничение проектов с выращиванием водорослей очевидно: нужен выход к большим массивам теплых вод, именно поэтому активнее всего водоросли изучают и выращивают в Новой Зеландии.
Водоросли и деревья!
Использование водорослей не панацея. Они не помогут решить проблемы сохранения растительного и животного биоразнообразия, опустынивания и деградации почв. Поэтому нужно внедрять комплексный подход, исследовать потенциал водорослей и продолжать сажать деревья, внедрять энергосберегающие технологии и уменьшать свой углеродный след. А тут “Мой след” всегда готов помочь!
Источники:
Источники:
- https://rg.ru/2022/02/15/reg-ufo/na-poligone-v-gelendzhike-otrabotaiut-tehnologii-sekvestracii-ugleroda.html
- https://council.science/ru/current/blog/the-biggest-carbon-sink-of-all/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/019689049390048F
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301421508007623
- https://sci-hub.ru/10.1016/j.biteb.2020.100477