?

Log in

No account? Create an account
entries friends calendar profile Чулан и склад Вольфа Кицеса Previous Previous Next Next
Вольф Кицес
wolf_kitses
wolf_kitses
Экологически безопасное биотопливо начинает угрожать дикой природе

Использование биотоплива, например этанола (этилового спирта) или дизельного топлива (биодизеля), полученного из специально выращенных растений, обычно рассматривают как важный шаг к сокращению выбросов углекислого газа (СО2) в атмосферу. Конечно, при сжигании биотоплива углекислый газ попадает в атмосферу совершенно так же, как и при сжигании ископаемого топлива (нефти, угля, газа). Разница в том, что образование растительной массы, из которой было получено биотопливо, шло за счет фотосинтеза, то есть процесса, связанного с потреблением СО2. Соответственно, использование биотоплива рассматривается как «углерод-нейтральная технология»: сначала атмосферный углерод (в виде СО2) связывается растениями, а потом выделяется при сжигании веществ, полученных из этих растений. Однако стремительно расширяющееся производство биотоплива во многих местах (прежде всего в тропиках) ведет к уничтожению природных экосистем и утере биологического разнообразия.

Двигатели, работающие на биотопливе, используют энергию солнечного света, запасенную растениями. Энергия ископаемого топлива — это на самом деле тоже когда-то давно (десятки и сотни миллионов лет тому назад) связанная энергия солнечного света, а выделяющийся при сжигании ископаемого топлива углекислый газ когда-то был изъят из атмосферы (и вод океана) растениями и цианобактериями. Казалось бы, биотопливо ничем не отличается от обычного ископаемого топлива. Но разница есть, и определяется она временной задержкой, лагом между связыванием СО2 в ходе фотосинтеза и выделением его в процессе сжигания углеродсодержащих веществ. Если этот лаг очень большой (как в случае использования горючих ископаемых), то состав атмосферы мог за это время существенно измениться. Кроме того, если связывание углекислого газа происходило в течение очень длительного времени, то высвобождение происходит очень быстро. В случае же использования биотоплива временной лаг совсем небольшой: месяцы, годы, для древесных растений — десятилетия. Поэтому биотопливо и называют часто «углерод-нейтральным».

При всех плюсах использования биотоплива быстрое увеличение его производства чревато серьезными опасностями для сохранения дикой природы, особенно в тропиках. В последнем номере журнала Conservation Biology появилась обзорная статья (пока еще только в предварительной, онлайновой версии), посвященная вредным последствиям использования биотоплива. Ее авторы, Марта Грум (Мartha A. Groom), работающая в рамках Междисциплинарной программы наук и искусств Вашингтонского университета в Ботелле (США), и ее коллеги Элизабет Грэй и Патрисия Таунсенд, проанализировав большой массив литературы, предложили ряд рекомендаций по тому, как сочетать получение биотоплива с минимизацией отрицательного воздействия на окружающую среду, с сохранением биоразнообразия окружающих природных экосистем.

Так, по мнению Грум и ее коллег, вряд ли заслуживает одобрения принятая во многих странах, и прежде всего в США, практика использования кукурузы как сырья для получения этанола. Культивирование кукурузы само по себе требует большого количества воды, удобрений и пестицидов. В результате, если учесть все затраты на выращивание кукурузы и производства из нее этанола (они ведь тоже связаны с потреблением энергии, со сжиганием топлива), то окажется, что в сумме количество СО2, выделяющегося при изготовлении и использования такого биотоплива, почти такое же, как при использовании традиционного ископаемого топлива! Для этанола из кукурузы коэффициент, оценивающий выделение парниковых газов на определенный энергетический выход (в кг СО2 на мегаджоуль,106 джоулей, полученной энергии), равен 81–85. Для сравнения, соответствующий показатель для бензина (из ископаемого топлива) составляет 94, а для обычного дизельного топлива — 83. При использовании сахарного тростника результат уже существенно лучше — 4–12 кг СО2/МДж.

Но настоящий положительный скачок наблюдается при переходе к использованию многолетних трав, например одного из видов дикого проса — так называемого проса прутьевидного (Panicum virgatum), обычного растения высокотравных прерий Северной Америки. Благодаря тому, что значительная часть связанного углерода запасается многолетними травами в их подземных органах, а также накапливается в органическом веществе почвы, территории, занятые этими высокими (порой выше человеческого роста) травами, функционируют как места связывания («стока») атмосферного СО2. Показатель эмиссии парниковых газов при получении биотоплива из проса характеризуется отрицательной величиной: –24 кг СО2/МДж (то есть СО2 становится меньше в атмосфере).

Еще лучше удерживает углерод многовидовой растительный покров прерий. Показатель эмиссии парниковых газов в этом случае также отрицательный: –88 кг СО2/МДж. Правда, скорость прироста (продуктивность) таких многолетних трав относительно низкая. Поэтому и количество топлива (выраженное в количестве бензина в литрах), которое может быть получено с естественной прерии, составляет всего около 940 л/га. Для проса эта величина достигает уже 2750–5000, для кукурузы — 1135–1900, а для сахарного тростника — 5300–6500 л/га.

Эффективным оказывается и использование быстро растущих деревьев, например разных тополей и ив. В целом ряде районов земного шара, прежде всего в тропиках, широкое внедрение культур, используемых для получения биотоплива, связано с вырубкой лесов. В Индонезии и в Малайзии огромные территории, еще недавно занятые дождевыми тропическими лесами — экосистемами, характеризующимися не только очень высокой первичной продукцией, но и максимальным видовым разнообразием растений и животных, — превращены теперь в плантации масличной пальмы и других растений, пригодных в качестве сырья для биотоплива. В Бразилии плантации сахарного тростника замещают интереснейшие, также характеризующиеся высоким видовым разнообразием, болотные экосистемы. Особенно интенсивно этот процесс идет в последние годы после подписания соглашения между Бразилией и США о крупных поставках этанола.

Вырубка тропических лесов в Индонезии и Малайзии под плантации масличной пальмы — растения, используемого в качестве сырья для получения биотоплива, — одна из главных угроз выживанию орангутана в природе. На многих печатных материалах, направленных против культивирования масличной пальмы в Юго-Восточной Азии, справедливо используются фотографии орангутанов.

Очевидно, что замещая ископаемое топливо и снижая таким образом рост СО2 в атмосфере, биотопливо на самом деле может угрожать многим природным экосистемам, прежде всего тропическим. Дело, конечно, не в самом биотопливе, а в неразумной, «недружественной по отношению к природе» политике его производства, в уничтожении богатых видами природных экосистем и заменой их крайне упрощенными экосистемами сельскохозяйственных угодий. Большие надежды авторы возлагают на использование в качестве сырья для биотоплива массы микроскопических планктонных водорослей, которые можно выращивать в прудах (порой даже с солоноватой водой) или в специальных биореакторах. Выход полезной продукции на единицу площади при этом значительно выше, чем в случае наземной растительности.

В заключение статьи авторы формулируют ряд рекомендаций, которые надо учитывать, чтобы минимизировать вред, наносимый природным экосистемам при получении биотоплива. В частности, они настаивают на том, чтобы в каждом конкретном случае рассчитывались затраты и выгоды на всех этапах производства и использования того или иного биотоплива в том или ином конкретном месте. Следует также минимизировать площадь, занятую культурами, выращиваемыми для получения биотоплива, стараться использовать для этого брошенные земли, отвалы производства, места свалок и т. п. Предпочтение должно отдаваться многолетним местным растениям. Надо опасаться использования видов, которые могут стать инвазийными, то есть выйдут из-под контроля и станут массовыми в природных сообществах.

В любом случае, необходимо оценить тот риск, который возникает для природных экосистем при культивировании растений, используемых в качестве сырья для биотоплива.

Источник: M. J. Groom, E. M. Gray, P. A. Townsend. Biofuels and biodiversity: Principles for creating better policies for biofuel production // Conservation Biology. 2008.

http://elementy.ru/news/430679


 

Tags: , , ,

75 comments or Leave a comment
Comments
Page 1 of 2
[1] [2]
polryby3 From: polryby3 Date: February 22nd, 2008 02:48 pm (UTC) (Link)
Спасибо за статью. Я всегда чуяла, что с этой кукурузой что-то неладно:)
lynx9 From: lynx9 Date: February 22nd, 2008 03:04 pm (UTC) (Link)
Может, глупость скажу. Правительствам Бразили, Индонезии и прочих развивающихся, наверняка, дела нет до экологии. Заказ есть, так они и рубят.
geo_petrovich From: geo_petrovich Date: February 22nd, 2008 03:20 pm (UTC) (Link)
гораздо большее дело есть, чем нашему. По лесной отрасли судя.
redandr From: redandr Date: February 22nd, 2008 03:38 pm (UTC) (Link)
Насчёт трав верно, однако до сих пор ещё не научились делать из них жидкое топливо. Это ведь не масличные культуры и не растения с высоким содержанием крахмала, которые относительно легко перегоняются в спирт. Но работы ведутся, может что и выйдет, главное, чтоб было рентабельно.
kuzimama From: kuzimama Date: February 22nd, 2008 05:17 pm (UTC) (Link)
другая сторона вопроса - энергозатраты, связанные с ее (травы) сбором. комбайн сожрет бензина больше, чем соберет
(Deleted comment)
beaver_cherokee From: beaver_cherokee Date: February 22nd, 2008 06:05 pm (UTC) (Link)
Было бы зачем спасать. Ну будет людишек не 6, а 16 миллиардов - и что, наступит Щасье?
Вообще мне кажется, что чем больше на планете народу, тем более грошовой становитмся жизнь отдельного человека. И если сейчас для обеспечения энергозатрат растущего муравейника запустить биореактор хоть на водорослях, хоть на дохлых кошках, то рано или поздно в него будут пихать самих людей. и не факт ещё, что мёртвых.
vita_kh From: vita_kh Date: February 22nd, 2008 04:43 pm (UTC) (Link)
В 50-е годы для повышения урожайности рекомендовали выпускать в теплицы СО2.
А нарушение экосистем в результате подземных разработок топливных ресурсов оно ведь не меньше, чем создание новых площадей сельскохозяйственных угодий. Впрочим если учесть, что на территории бывшего союза изрядное количество тереторий бывших под сельскохозяйственными угодьями сейчас заброшено, то может и не так плоха идея биотоплива. всё равно встанет вопрос рентабельности, а растения предполагают сезонность и зависимость от погодных условий, думаю, что эта идея биотоплива врядли имеет большое будущее.
Впрочим про СО2 много говорят, но где его регулярно меряют? На метиостанциях этого не делают. Откуда беруться оценки масштабности его изменений? Кстати была бы благодарна если бы кто то подсказал ссылочки на методики оценки СО2 в атмосфере, и определении изменений его концентрации на растоянии.
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 22nd, 2008 05:36 pm (UTC) (Link)
http://elementy.ru/news/430669
http://elementy.ru/news/430525
http://elementy.ru/news/430518
http://elementy.ru/news/430473
http://elementy.ru/news/430275
где-то здесь среди этих ссылок есть про методу измерения, либо см. раздел "экология" на том же сайте (искать некогда). Меряют в пузырьках воздуха вмёрзших в лёд, просто в атмосфере меряют продукцию, дыхание и сводят баланс
(Deleted comment)
(Deleted comment)
lunaire From: lunaire Date: February 22nd, 2008 04:54 pm (UTC) (Link)
раковая природа человечества совершенно непреодолима - недавно ездил по Раджастану и чуть ли не тошнило от обилия желтого рапсовых полей бесконечных
под косу попали о собственно сами жители - если в 76 их спасли выдав очень урожайное зерно - то сейчас подписали приговор выдав технологию (или подав идею) биотоплива
beaver_cherokee From: beaver_cherokee Date: February 22nd, 2008 06:00 pm (UTC) (Link)
В Раждастхане, кажется, выбор невелик - или рапс с периодом вегетации полтора месяца на биотопливо, или пеннисетум на еду, но с урожайностью центнеров 5-10 на гектар.
sparrow_hawk From: sparrow_hawk Date: February 22nd, 2008 11:47 pm (UTC) (Link)
да, "одно лечим - другое калечим"

пока что всё так, увы...

P.S. поздравляю с Днём Рождения :0)
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 02:24 pm (UTC) (Link)
Спасибо большое!
(Deleted comment)
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 02:24 pm (UTC) (Link)
Спасибо большое!
vladimirpotapov From: vladimirpotapov Date: February 23rd, 2008 05:05 am (UTC) (Link)
С днем рождения. Крепкого здоровья и успехов – больших и маленьких.
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 02:23 pm (UTC) (Link)
Спасибо большое!
Успехи, да, их никогда не бывает слишком много. Денег иногда бывает.
bey From: bey Date: February 23rd, 2008 06:59 am (UTC) (Link)
спасибо, очень интересно.
Никогда не задумывался "с этой стороны"
И с ДР, да.
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 02:23 pm (UTC) (Link)
Спасибо большое!
uborshizzza From: uborshizzza Date: February 23rd, 2008 07:38 am (UTC) (Link)
С днем рождения!
И чтобы личное потребление биотоплива в себя шло только на пользу!
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 02:20 pm (UTC) (Link)
Спасибо большое!
Боюсь, при моём характере надо принимать не топливо а охладители -:((
From: magenta_13 Date: February 23rd, 2008 08:57 am (UTC) (Link)

Офф:

С днем рождения!
Здоровья, удачи, радостей Вам!
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 02:19 pm (UTC) (Link)

Re: Офф:

Спасибо большое!
ancient_skipper From: ancient_skipper Date: February 23rd, 2008 10:09 am (UTC) (Link)

Поздравляю с днем рождения!
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 02:18 pm (UTC) (Link)
Спасибо большое!
faceted_jacinth From: faceted_jacinth Date: February 23rd, 2008 04:01 pm (UTC) (Link)
С днём рождения!

По теме: меня всегда мучает некая неопределённость целей всего этого. Меркантильные соображения понятны и неинтересны, а вот у тех, кто за идею, она в чём, в том, чтобы сохранить эти экосистемы в целях дальнейшего изучения, восхищённого наблюдения, чтобы не порушить случайно что-нибудь полезное и так далее? Или существование какого-либо вида животных на полном серьёзе считается бОльшей ценностью, чем спасённые человеческие жизни (или хотя бы повышенная комфортность этих жизней)?
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 05:49 pm (UTC) (Link)
чтобы сохранить эти экосистемы в целях дальнейшего изучения, восхищённого наблюдения, чтобы не порушить случайно что-нибудь полезное и так далее?// кроме восхищения биологов последними островками дикой природы есть 2 вполне практических соображения, одно связано с пользой другое с безопасностью
1. От сокращения тропических и бореальных лесов тысячи видов растений и животных вымирает так и став описанными. Среди них обязательно есть организмы которые можно использовать для получения лекарств, пищевых добавок и пр. полезных вещей, причём незаменимые в этом качестве. Скажем, из мадагаскарских лесов - важнейшее лекарство против лейкемии, и за последние 20 лет таких находок штук 40 уже было. То есть это богаство которое людьми во многом ещё не инвентаризовано и которое нельзя разбазаривать.
2. Мы живём на земле как в доме с оранжерей где топить (да и есть) приходится какими-то частями дома. Человеческая экономика разрослась настолько, что для еды топлива и забавы выращиваемого в оранжерее уже не хватает приходится выламывать балки перекрытия и т.п. конструкции внутри дома. Дать общий ответ, сколько можно изъять чтобы дом не обрушился, или изъятие какого %% переборок будет критическим, или какие конструктивные элементы дома нужные а без каких можно обойтись наука не может. В этом случае лучше поберечься: например, если потепление будет идти своим чередом дельта ганга и брахмапутры с жителями бангладеш просто исчезнет под водой вместе с некоторыми островами в тихом океане. Мне кажется этого достаточно чтобы побеспокоиться об изменениях климата не считая экономических издержек от переориентации экономики
Хотя Вы правы в том, что это коренной перелом - раньше человек приспособаливался к природе, или преобразовывал её сейчас он пытается зафиксировать естественные процессы чтобы достичь стабильности, погасить вызванную им неустойичвость
*********
Спасибо за поздравления!
cormix From: cormix Date: February 23rd, 2008 05:24 pm (UTC) (Link)
Вот чего я не понимаю, так этой истерии по поводу СО2.
Ведь весь выброшенный СО2 будет быстро связан растениями в процессе фотосинтеза, и рост его выбросов(до определенных пределов) будет вести только к росту зеленой масы?
Или меня в школе неправильной биологии учили?
wolf_kitses From: wolf_kitses Date: February 23rd, 2008 05:40 pm (UTC) (Link)
Для того чтобы это было так нужно чтобы зелёное покрывало планеты было стабильно а не сокращалось. Но человек сводит леса города забырают землю под пашню и в то же время сжигание топлива добавляет СО2 в атмосферу. В этих условиях на связывание рассчитывать не стоит. На самом деле лучший способ решить проблему - это выводить углерод через захоронение органики, закопаемое топливо
http://elementy.ru/news/430473
75 comments or Leave a comment
Page 1 of 2
[1] [2]