Жареные жуки, захороненный углекислый газ и зеленая сталь: как сегодня уменьшают парниковый эффект и почему это работает
Экотревожность сейчас на пике — но если смотреть на парниковый эффект как на один из многих этапов развития человечества, будущее видится не таким уж беспросветным. Ситуация становится еще лучше, когда у нас появляются инструменты, позволяющие уменьшить выбросы парниковых газов в атмосферу. Что это за инструменты — рассказывает Ольга Ямилова, аспирант Сколтеха, специалист в области создания новых материалов для электроники и энергетики, автор курса Welcome to the Sustainable World и участник конкурса «Ученый говорит» Российского общества «Знание».
— Правильно ли я понимаю, что парниковый эффект — крутая штука, без которой мы бы жили как в холодильнике?
— Да, так и есть. (Без нагревания нижних слоев атмосферы газами и водяным паром на планете было бы сильно холоднее, и жизнь в теперешнем виде не могла бы существовать. — Прим. ред.)
— Когда с парниковым эффектом что-то пошло не так?
— Нельзя сказать, что что-то пошло не так. На Земле все процессы цикличны. И даже до появления человечества эти циклы были: становится холоднее — и через некоторое время наступает ледниковый период, потом температура повышается — и возникают потопы. Мы по-прежнему включены в эти циклы, но, разумеется, теперь на них еще и влияем, а влиять мы начали после Второй промышленной революции (которая началась во второй половине XIX века).
— Представим, что у нас есть общество, которое живет натуральным хозяйством и тихонечко себе развивается. На ваш взгляд, на какой путь прогресса оно должно встать, чтобы спустя века на планете не возникло жуткого парникового эффекта?
— Если мы хотим, чтобы планета осталась в первозданном виде, то общество не должно развиваться. То есть мы живем натуральным хозяйством и обменом — и это наш максимум.
Прогресс, каким мы его понимаем, невозможен без этапа, через который мы сейчас проходим: без развития промышленности, интенсивного использования ресурсов, урбанизации и, как следствие, парникового эффекта. Все этапы закономерны, и их не нужно бояться.
— То есть человечество пришло бы в эту точку даже с паровыми генераторами? Стимпанк на улице или киберпанк — по большому счету не имеет значения?
— С паровыми генераторами мы бы тоже пришли, потому что парниковые газы, которые накапливаются в атмосфере, на 80% состоят из паров воды. Именно кристаллы воды отражают солнечный свет и не позволяют планете остыть. Это как оптоволокно, по которому ходит интернет. Тепло попадает в эту шубу парникового эффекта над Землей, с огромной скоростью отражается от кристаллов воды, распространяется и остается внутри.
Но все переживают не за воду, а за углекислый газ и метан, потому что вода, хоть ее и много и она отвечает за большую часть парникового эффекта, находится в балансе: она нагревается, испаряется, потом выпадает в виде атмосферных осадков. А углекислый газ и метан просто попадают в атмосферу и потихоньку там накапливаются.
— Как их ловят и фильтруют уже сейчас?
— На некоторых производствах уже есть фильтры, которые улавливают CO2. Больше всего их на теплостанциях, потому что там сжигают метан, а побочный продукт сжигания метана — как раз CO2. И вместо того, чтобы отправлять углекислый газ в атмосферу, его улавливают, а потом отправляют по трубе под землю. Для этого даже не нужно ничего специально рыть: углекислый газ можно закачать в те полости, из которых до этого выкачивался метан.
— И это нормально? Это ничему не вредит?
— Наоборот, это хорошо, потому что CO2, который туда попадает, потихоньку ассимилируется: он вступает в реакцию с подземными водами, образует соединения солей, а потом всё это превращается в минералы. Получается искусственно созданный круговорот углекислого газа в природе.
— А метан? Он ведь не только из земли выкачивается. Иначе с ним бы не было проблем.
— Да, очень много метана образуется на свалках. Именно благодаря метану там появляется такой специфический запах. Некоторые специалисты предлагают устанавливать на свалках насосы или какие-нибудь вентиляторы, чтобы направлять метан в трубу, по которой он дойдет до теплостанции. Там его сожгут, а полученный углекислый газ закачают под землю.
Пока такой технологии полного цикла не существует, но к этому стремятся. С одной стороны, создать такое предприятие дорого, с другой, оно должно быстро окупиться.
— И свалки должны стать менее страшным местом.
— Особенно если объединить такое предприятие с центром переработки мусора. В идеальной ситуации у вас сортируется всё и на свалках оказываются только смешанные пищевые отходы — то, что гниет. Они сгнивают и удобряют землю, а газообразный продукт гниения, метан, отправляется на станцию.
— А в теории, если таких предприятий пока нет, можно ли захватывать углекислый газ и метан и отвозить на полигон, как это сейчас делают со сложным мусором, чтобы захоронить там до тех пор, пока мы не научимся правильно их перерабатывать?
— Можно, конечно, но, во-первых, вы бочек не напасетесь, во-вторых, всё это нужно куда-то складывать. CO2 сейчас легче сразу закачивать под землю, а метан никогда не консервируют, его всегда отправляют на теплостанцию. Чего ему пропадать? Штука полезная.
— Согласно установкам Международного энергетического агентства, к 2050 году 90% тяжелой промышленности не должно выбрасывать парниковые газы. На ваш взгляд, как этого можно достичь?
— Каждый сектор тяжелой промышленности пытается уменьшить свое негативное влияние на экологическую обстановку. Один из позитивных примеров продемонстрировала шведская компания Hybrit, которая начала выпускать зеленую сталь. А зеленая она, потому что производится без использования угля. Как следствие, в атмосферу выбрасывается сильно меньше CO2. Эту сталь уже выкупил Volvo для производства грузовиков. А зеленую сталь другой шведской компании — H2 Green Steel — выкупил уже Mercedes-Benz, чтобы создать CO2-нейтральный парк автомобилей к 2039 году, то есть на одиннадцать лет раньше, чем того требует законодательство Евросоюза.
— Также в агентстве говорят о возобновляемых источниках энергии, в основном это солнечная и ветряная. Представим, что мы находимся в Тверской области, где нет сильных ветров, солнце тоже редкий гость и бурных рек не наблюдается. Какие проекты разрабатываются для таких регионов?
— Для таких регионов лучший вариант — атомная станция. Сегодня это самый зеленый способ получения энергии. Даже солнечная энергия менее экологична. Но не все любят атомные станции, потому что после них остаются радиоактивные отходы. И вроде как с ними ничего не сделаешь. Однако атомная энергетика тоже не стоит на месте, и сейчас есть технологии, которые позволяют одно и то же ядерное топливо использовать повторно. Такие станции работают во Франции, такие станции работают в России. Более того, в Томской области строят атомную станцию нового образца, она называется «Прорыв», и на ней топливо будет перерабатываться несколько раз.
— Вы сказали, что атомная энергия экологичнее солнечной и ветряной. Что не так с ветряками и солнечными батареями?
— Где обычно ставят ветряки, целые фермы ветряных мельниц? Вдоль побережья, потому что там больше ветра. Но ветер — это ведь не пустяк какой-то. Летом ветер приносит с моря прохладу и влажность, зимой — тепло. Растения и животные подстраиваются под этот ритм, на территории формируется своя экосистема.
Если вы ставите огромное количество ветряков, которые фактически отбирают ветер, до них не будет долетать прохлада летом и тепло зимой. Это может привести к засухам, гибели животных и полному изменению экосистемы.
То есть нужно смотреть на суперпозицию процесса. Да, можно пожертвовать животными ради того, чтобы уменьшить выбросы CO2 в атмосферу, но гринписовцы вам за это спасибо не скажут.
— А солнечные батареи?
— Они тоже негативно влияют на экосистему. Когда вы ставите огромную, в несколько гектаров, солнечную станцию, вы не можете просто собирать солнечные лучи. Вы волей-неволей раскаляете воздух — температура одной солнечной панели достигает 100 °C. Животные и растения опять оказываются в нетипичных для себя условиях.
Вторая проблема в том, что на рынке 85% солнечных батарей сделаны из кремния, а кремний невозможно переработать. Он в этом смысле хуже пластика — не разлагается совсем.
Другими словами, универсального решения нет. Каждую зеленую станцию нужно внедрять аккуратно. В этом смысле всё правильно делают китайцы. Они серьезно настроены переходить на возобновляемые источники энергии, но перед этим хотят всё протестировать, проанализировать и просчитать.
— Да, но это будто следующий шаг. А что делать с существующими парниковыми газами? Некоторые предлагают распылять в стратосфере частички серебра, чтобы те отражали солнечный свет и планета остывала. Как вы смотрите на эту затею?
— Идея прикольная, но вряд ли ее когда-нибудь реализуют. Любой процесс должен быть не просто полезен, он должен быть экономически рентабелен. Нужно посчитать, сколько это будет стоить. Кажется, выйдет не очень дешево.
— А если покрасить все дома и дороги в белый цвет? Это поможет ситуации?
— Это может ухудшить ситуацию. Земная поверхность должна немного прогреваться вглубь, чтобы растения хорошо себя чувствовали, червячки, жучки и далее всё по списку и пищевой цепочке. Если у вас будет слишком много отражающих поверхностей и Земля будет недостаточно прогреваться, мы рискуем уничтожить много живого.
— А на какие проекты лично вы возлагаете большие надежды?
— Я считаю, что всё еще самый эффективный способ помочь планете — защищать лесной массив: возмещать вырубленные леса и предотвращать опустынивание. Это просто, относительно дешево, и это работает.
Но если говорить про проекты, то я слежу за строительством реактора для термохимического синтеза во Франции. Термохимический синтез — альтернатива атомной энергетике, который при этом очень похож на атомную энергетику: там тоже друг с другом взаимодействуют ядра атома, только в нынешней атомной энергетике используется процесс распада ядер, а здесь будет использоваться процесс слияния ядер.
Согласно расчетам, эта технология более эффективна: энергии дает больше, а радиоактивных отходов не производит совсем. Но сначала нужно провести исследования, а для этого нужны лаборатория и реактор.
Еще я надеюсь, что когда-нибудь на Камчатском полуострове построят огромную приливную станцию, которая сможет обеспечивать энергией всю восточную часть России, всю Японию и часть Китая. Об этом проекте говорили еще в Советском Союзе, но он настолько сложный и дорогой, что до сих пор его даже не начали реализовывать. Я сомневаюсь, что одна страна его потянет, но если несколько государств объединят свои силы, мозги и кошельки, как это сейчас происходит во Франции, то такую станцию вполне можно построить.
— Как вы сами видите баланс развития технологий и сохранения окружающей среды в более-менее первозданном виде? Ведь даже это интервью, опубликованное и открытое на телефонах и компьютерах, чуть-чуть, но усиливает парниковый эффект.
— То, о чем мечтаешь, и то, что наблюдаешь, — разные вещи. К примеру, я очень люблю мясо, а пищевая промышленность наравне с металлургией одна из самых CO2-производящих. И сейчас появилась тенденция на уменьшение скота в мире. Постепенно человечество перейдет на искусственное мясо, синтезированные белки и жуков. В некоторых странах уже вводится такая практика в школах — родители могут выбрать для своих детей меню, которое будет включать вместо стандартного мяса жареных жуков. Со временем настоящее мясо, такое, каким мы его понимаем, останется только для очень богатых людей. И это меня расстраивает. Так что любой баланс не обойдется без потерь в удовольствии с чьей-либо стороны.
Но если говорить про развитие общества, про этапы развития, с которых мы начали нашу беседу, то следующим будет осознанное потребление ресурсов. И это уже происходит: всё чаще люди говорят об «умном гардеробе» — в нем мало вещей, но все они хорошо друг с другом сочетаются; о продумывании меню, чтобы не приходилось выкидывать продукты, о пользе общественного транспорта. Весь этот процесс показывает, что эпоха перепотребления подходит к концу.
Проект Российского общества «Знание» «Ученый говорит» — это короткие выступления молодых ученых России в формате интерактивных лекций, научных батлов, экскурсий, выступлений с VR-сопровождением. Ключевая миссия организации — сделать достоверный и познавательный контент доступным для жителей даже самых удаленных и труднодоступных уголков нашей страны.
Больше информации о деятельности Российского общества «Знание» — на сайте и в социальных сетях проекта: «ВКонтакте», Telegram.
