Санкт-Петербургский государственный университет
ФАКУЛЬТЕТ ГЕОГРАФИИ И ГЕОЭКОЛОГИИ
КАФЕДРА
ГЕОЭКОЛОГИИ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ
Курсовая работа
Глобальное потепление климата и меры, предпринимаемые международным сообществом (Киотский протокол)
Студентки дневного отделения 3 курса
Кузнецовой К.В.
Научный руководитель
доцент, к. физ.-мат. н. А.Г. Попов
Санкт-Петербург 2009
Содержание
Введение
1. Наблюдаемые изменения современного климата
1.1 Факты, доказывающие изменение климата
1.1.1 Изменение температуры и осадков
1.1.2 Повышение уровня моря вследствие потепления атмосферы
1.2 Версии причин изменения климата
1.2.1 Парниковые газы
1.2.2 Циклы М. Миланковича
2. Проблема Киотского протокола
2.1 Рамочная конвенция ООН о глобальном изменении климата
2.2 Принятие Киотского протокола
2.3 Россия в Киотском протоколе
2.3.1 Потенциальны выгоды России от участия в Киотском протоколе
2.3.2 Возможные риски
3.2.3 Некоторые выводы о России в Киотском протоколе
3. Последствия изменения климата
3.1 Оценка экологических и социально-экономических последствий изменения климата
3.1.1 Возможные изменения уровня океана
3.1.2 Реакция лесов
3.1.3 Изменения экосистем
3.1.4 Воздействия изменений климата на урожайность и производство зерновых культур
3.2 Перспектива на будущее
Заключение
Введение
Деятельность человека достигла уже такого уровня развития, при которой ее влияние на природную среду приобретает глобальный характер. Климатическая системы – атмосфера, гидросфера, биосфера и геосфера - а также жизнь на планете в целом, очевидно, подвергается возмущающим воздействием. Мы знаем, что на протяжении последнего столетия изменилось содержание в атмосфере некоторых естественных газовых составляющих, таких как двуокись углерода (СО2
), закись азота (N2
O), метан (СН4
) и др. Эти газовые примеси поглощают и излучают радиацию и поэтому способны влиять на климат Земли. Все эти газы в совокупности могут быть названы парниковыми.
Представление о том, что климат мог меняться в результате выбросов в атмосферу двуокиси углерода, появилась не сейчас. Уже в конце ХIХ века Аррениус указал на то, что сжигание ископаемого топлива могло привести к увеличению концентрации атмосферного СО2
и тем самым изменить радиационный баланс Земли. В 30-х годах XX века Коллендер впервые убедительно показал, что концентрация атмосферного СО2
увеличивается [1].
Нет ничего удивительного в том, что присутствие на Земле почти 5 млрд. человек существенно меняет природные системы. С некоторыми из этих изменений приходится смириться, чтобы продолжить использование жизненно необходимых человеку природных ресурсов.
По мнению участников Рамочной Конвенции ООН об изменении климата (РКИК) с вероятностью 90% потепление происходит из-за антропогенного влияния, в связи с этим в 1997 году был принят Киотский протокол, нацеленный на достижение основной цели Конвенции – предотвратить опасное антропогенное воздействие на климатическую систему.
Цель курсовой работы – рассмотреть проблему глобального потепления, проследить процесс принятия и осуществления Киотского протокола, принятого в связи с изменениями климата.
Исходя из этого, мною были поставлены следующие задачи:
- Проследить факты, доказывающие изменение климата в настоящее время;
- Рассмотреть возможные причины, влияющие на изменение климата;
- Изучить явление парникового эффекта и газы, вызывающие его.
- Ознакомиться с Киотским протоколом;
- Рассмотреть положение России в Киотском протоколе;
- Изучить материалы о прогнозах изменений климата в будущем.
Проблема изменения климата в результате эмиссии парниковых газов должна рассматриваться как одна из самых важных современных проблем, связанных с долгосрочными воздействиями на окружающую среду.
1. Наблюдаемые изменения современного климата
1.1 Факты, доказывающие изменение климата
Проблема изменения климата является одной из самых острых современных экологических проблем. Ее серьезность подтверждается возникшим в последние десятилетия потеплением климата с возможными отрицательными последствиями.
1.1.1 Изменение температуры и осадков
Изменился тепловой баланс Земли, за последние 100 лет глобальная температура воздуха выросла на 0,6о
С [2].
Рис. 1. Изменение глобальной температуры [2].
По вертикали: отклонение от средних температур (СО
);
По горизонтали: год.
Важнейшим параметром состояния климатической системы является температура у поверхности планеты, осредненная по всему земному шару, полушарию или некоторому региону.
Средняя глобальная температура воздуха у поверхности (ТП) оценена по приземной температуре воздуха над континентами и по температуре поверхности океана (ТПО) приблизительно с 1860 года. В течении ХХ века глобальная ТП увеличилась на 0,6±0,2 о
С. В связи с тем, что наблюдаемое изменение климата обнаружилось в первую очередь в увеличение приземной температуры почти всюду и в среднем для земного шара, это явление получило название «глобальное потепление».
В настоящее время есть твердая уверенность, что глобально осредненная температура у поверхности Земли повышается. Согласно данным наблюдений, самым теплым годом после 1960-го был 1998, за ним следует 2002 (второй самый теплый). 11 из 13 самых теплых лет по данным наблюдений произошли после 1990. Год 2003 также оказывается вблизи трех самых теплых лет.
Однако это повышение температуры не было непрерывным. С 1976 года средняя глобальная температура росла примерно в три раза быстрее, чем за последние 100 лет. В период с 1950 по 1993 г. ночные минимальные значения температуры воздуха над сушей росли примерно на 0,2о
С за десятилетие, что примерно вдвое больше дневных максимальных температур. Это привело к удлинению безморозного периода во многих районах в средних и высоких широтах.
Увеличение глобальных приземных температур, весьма вероятно, должно вызвать увеличение осадков над сушей на несколько процентов от нормы за столетие. Отмечен рост годовых сумм осадков в высоких широтах Северного полушария примерно на 10% от нормы за 100 лет (сильные изменения уровня Каспийского моря связаны с изменениями режима осадков в бассейне Волги и Урала). Увеличилась частота засух и тропических циклонов [3].
С гораздо меньшей достоверностью можно говорить об изменение температуры у поверхности в обоих полушариях за 1800 лет. Ряд температуры за 1800 лет выглядит как стационарный, а ход ее за период инструментальных наблюдений, т.е. со второй половины ХIХ века – как совершенно необычный взрывной рост. В обоих полушариях почти стационарный процесс примерно в 1990 году сменяется резким ростом температуры, и другого столетнего периода, когда происходило бы такое однонаправленное изменение температуры, не наблюдалось на протяжении предшествующих 1800 лет. [4]
1.1.2 Повышение уровня моря вследствие потепления атмосферы
Замечено повсеместное таяние и отступление ледников; площадь арктических морских льдов сократилась. Средний по земному шару уровень моря повысился в течении ХХ века на 10-20 см.
При потеплении вода в океане расширяется. Катастрофическое разрушение ледниковых щитов может явиться потенциально опасным, так как в результате произойдет сравнительно быстрое повышение уровня моря на 1-2 см/год.
Данные, полученные с начала века, свидетельствуют о том, что средняя скорость повышения уровня Мирового океана составляет 14 см за 100 лет. Если наблюдаемые в настоящее время корреляции между уровнем моря и температурой воздуха сохранятся в будущем, то, используя эмпирические оценки, можно получить увеличение уровня моря от 25 до 165 см при глобальном потеплении от 1,5 до 5,5о
С. Есть основания полагать, что основным фактором, приводящим к повышению уровня моря, является термическое расширение океана. Возможно, что будет происходить и уменьшение площадей малых ледников, что даст дополнительный вклад в повышение уровня моря. Вероятнее всего, Гренландский ледниковый щит будет уменьшаться, однако ожидаемое увеличение количества осадков в Антарктиде должно усиливать аккумуляционные процессы. Что может примерно уравновесить поступление айсбергов и воды от ледников Гренландии.
Существует возможность катастрофического разрушения ледников Восточной Антарктиды при глобальном потеплении на 3-4о
С вследствие нагрева вод океана и значительного изменения системы их циркуляции.
В целом общая площадь морских льдов сократилось более чем на 10% по сравнению с 19 веком, т.е. почти на 1 млн. км2
. К 1940 году, по сравнению с началом ХХ века, в Гренландском море ледовитость сократилась вдвое, а в Баренцевом почти на 30%. [3]
(Ледник Упсала в Патагонии был одним из самых больших ледников Южной Америки, но теперь исчезает на 200 метров в год).
1.2 Версии причин изменения климата
Климатическая система включает в себя, помимо атмосферы, океан, ледниковые щиты и поверхность суши.
Изменение глобального климата происходит в результате разнообразных процессов, приводящих к изменению потоков радиационной энергии внутри системы. Например, может измениться поглощение солнечной радиации, а также поглощение длинноволновой радиации атмосферными газами.
Основные возможные причины изменения климата:
1. изменение светимости Солнца или параметров орбиты Земли;
2. изменение доли коротковолнового излучения Солнца, приходящего к верхней границе атмосферы и поглощаемого атмосферой или поверхностью Земли;
3. изменение потока уходящего длинноволнового излучения на верхней границе тропосферы;
4. изменение количества тепла, запасаемого в глубинах океана;
Вторая и третья причины в свою очередь могут возникнуть вследствие:
- изменений радиационных потоков, связанных с изменением состава атмосферы
- изменений прозрачности атмосферы, вызванных либо вулканической деятельностью, либо антропогенными поступлениями аэрозоля, либо вариациями облачности;
- изменений количества отраженной поверхностью энергии (изменений альбедо);
- изменений потока длинноволнового излучения, идущего от поверхности или поглощаемого водяным паром в атмосфере.
Солнечное излучение.
Известно, что светимость Солнца изменяется только за очень большие промежутки времени, а высокочастотная часть спектра испытывает флуктуации в масштабах времени от суток до года.
Вариации солнечного излучения в пределах ±0,1 % происходят в течение 27-суточного периода вращения экваториальных областей Солнца вокруг его оси [3].
Непосредственных свидетельств наличия климатических значений вариаций солнечного излучения в масштабах от одного года до тысячи лет не имеется. Влияние солнечных пятен на климат пока еще не установлено, поскольку наличие этой связи не подтверждено достаточным числом статистических данных. В любом случае эффекты, вероятно, очень малы. Было обнаружено наличие корреляции между солнечным излучением и числом солнечных пятен [5], обнаружены также изменения интенсивности излучения в течение 11-летнего цикла солнечной активности, но они составляют около 0,05% (спутниковые данные). Такие вариации излучения должны оказывать ничтожно малое влияние на среднюю глобальную температуру – во всяком случае, обнаружить его невозможно.
Вариации параметров орбиты Земли.
Изменения параметров земной орбиты влияют на климат в масштабах тысячелетий, так как вызывают изменения широтного и сезонного хода интенсивности солнечной радиации, приходящей на верхнюю границу атмосферы. Локальное изменение интенсивности могут превышать 10%. Основываясь на анализе результатов моделирования, пришли к заключению о том, что, поскольку большие массивы суши в настоящее время расположены в северном полушарии, наличие нелинейной связи между альбедо и площадью льдов может привести к образованию в этом полушарии больших ледяных массивов при тех изменениях орбиты земли., которые уменьшают летнюю инсоляцию.
Вариации орбитальных параметров сказываются на широтном и сезонном ходе инсоляции также и за гораздо более короткие промежутки времени. Но этот факт очень мал.
Вулканы.
При извержении вулканов в стратосферу выбрасывается пыль и соединения серы, которые превращаются в аэрозоли. Принято считать, что именно аэрозоли оказывают влияние на радиацию [5]. Отдельные извержения могут приводить к понижению средней глобальной приземной температуры воздуха на 0,3 К и нагреву на несколько кельвинов тех слоев стратосферы, где сосредоточен вулканический аэрозоль, так как он экранирует идущее к поверхности излучение и частично его поглощает. Данные наблюдений показывают, что охлаждение у поверхности происходит в течение нескольких месяцев.
Состав атмосферы.
Многие малые газовые составляющие атмосферы поглощают и переизлучают энергию в разных интервалах солнечного спектра. Наиболее важными из них являются Н2
О, СО2
, О3
, N2
О, СН4.
Присутствие водяного пара в атмосфере вызвано естественными причинами, а наличие других в ней – естественными, но в большей мере внешними (антропогенными) воздействиями. Концентрации этих газов изменяется под влиянием антропогенных воздействий, возможны также их естественные вариации, так как в геохимических циклах имеются обратные связи с климатической системой.
Изменение концентрации любого из этих газов сказывается на распределении потоков излучения в атмосфере по высоте: увеличение количества такого газа может привести к заметному нагреву тропосферы и охлаждению стратосферы.
Наиболее важным фактором изменений климата является увеличение концентрации СО2
. Остальные газы также вносят дополнительный вклад в потепление климата. Особенно важны закись азота, метан и озон [3].
Атмосфера, содержащая так называемые парниковые газы, слабо поглощает солнечную коротковолновую радиацию, которая в большей части достигает земной поверхности, но задерживает длинноволновое (тепловое) излучение, идущее от поверхности, тем самым значительно уменьшая теплоотдачу земли в космическое пространство. Это и принимается за главную причину повышения температуры атмосферного воздуха, и чем выше концентрация в воздухе парниковых газов, поглощающих инфракрасное излучение, тем, как считается, большим оказывается прогрев атмосферы. Свое название эффект разогрева атмосферы под влиянием поглощения парниковыми газами теплового излучения, идущего от поверхности Земли (greenhouseeffeсt), получил по аналогии с теплицами, перекрытыми стеклянными крышами, поскольку стекло также легко пропускает видимый спектр солнечного излучения, но задерживает инфракрасное излучение. Однако главный эффект всех теплиц и парников такого типа в другом – в изоляции заполняющего их воздуха от его конвективного перемешивания с наружным воздухом [4].
1.2.1 Парниковые газы
Парниковые газы - такие газообразные составляющие атмосферы, как природного, так и антропогенного происхождения, которые поглощают и переизлучают инфракрасное излучение.
Накопитель - компоненты климатической системы, в которых происходит накопление парниковых газов.
Поглотитель - любой процесс, вид деятельности или механизм, который абсорбирует парниковый газы.
Источник - любой процесс, вид деятельности, в результате которого в атмосферу поступают парниковые газы [7].
Углекислый газ - диоксид углерода, постоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании. Его основным источником служат антропогенные процессы: сжигание органического топлива (уголь, газ, нефть и продукты ее переработки, горючие сланцы, дрова). Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом. За счет их сжигания в атмосферу поступает до 80% двуокиси углерода.
При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа. Одновременно с этим на Земле вырубаются леса – один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту. Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.
Причины роста содержания СО2
в атмосфере:
1. сжигание ископаемого топлива;
2. сведение лесов;
3. земледелие;
4. перевыпас и ряд других нарушений [3].
Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере не просто увеличивается – увеличиваются темпы прироста. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.
Следующими по вкладу в парниковый эффект являются метан СН4
и закись азота N2
O. Концентрация того и другого газа определяется как естественными, так и антропогенными причинами.
Так, естественным источником СН4
являются переувлажненные почвы, в которых происходят процессы анаэробного разложения. Метан еще называют болотным газом. В немалых количествах поставляют его и обширные мангровые заросли в тропиках. Попадает он в атмосферу и из тектонических разломов и трещин при землетрясениях. Велики и антропогенные выбросы метана. По оценкам, естественные и антропогенные выбросы составляют примерно 70% и 30%, но последние стремительно растут.
На высоте 15-20 км под действием солнечных лучей он разлагается на водород и углерод, который, соединяясь с кислородом, образует СО2.
Есть предположение, что метан – основная причина потепления. В частности доктор геолого-минералогических наук Н.А. Ясаманов, предполагают, что в нынешнем глобальном потеплении "повинен" в основном метан. Также концентрация метана увеличивается в процессе интенсификации сельскохозяйственной деятельности.
К естественным поставщикам N2O в атмосферу относятся океан и почвы. Антропогенная добавка связана с сжиганием топлива и биомассы, вымыванием азотных удобрений.
Интенсивность выделения N2
Ов следнее время быстро возрастает (от 0,1% до 1,3% в год). Такой рост вызван главным образом более широким применением минеральных удобрений. Время жизни N2
О велико – 170 лет.
Доля влияния на глобальное потепление каждого газа показано в таблице 1.
Табл.1. Основные парниковые газы, их источники и доля влияния на глобальное потепление (данные 2000 г.) [6].
| Газ | Основные источники | Доля влияния на глобальное потепление, % |
| Углекислый | Производство, транспортировка и сжигание | 64 |
| газ С02
|
ископаемого топлива (86%) Сведение тропических лесов и сжигание биомассы (12%) Остальные источники (2%) | |
Метан СН4
|
Утечка природного газа Производство топлива Жизнедеятельность животных (пищеварительная ферментация) Рисовые плантации Сведение лесов | 20 |
Закись азота N2
|
Применение азотных удобрений | 6 |
| Сжигание биомассы Сжигание ископаемого топлива |
1.2.2 Циклы М. Миланковича
«Мы живем в ледниковый период». Так была названа вышедшая в 1967 г. книга доктора наук, будущего академика В.М. Котлякова. А чем плох для наших дней заголовок: « Мы живем в эру циклов М, Миланковича»? В сущности, оба названия говорят об одном и том же. Еще в 1970 гг. с помощью палеотемпературных шкал по изотопам кислорода из глубоководных отложений Индийского и Тихого океанов было доказано, что упомянутым циклам природа Земли обязана своими регулярными превращениями из теплой зеленой в белую холодную в течение последних 1,7 млн. лет. Закономерно, что 11,6 тыс. лет назад поступило межледнековье – голоцен, в поздней фазе которого ныне находится наш мир. В 1970-е гг. было также установлено, что около 120 тыс. лет назад, т.е. в межледниковую эпоху, последнюю перед голоценовым (современном) потеплением климата уровень океана был на 2-10 м выше современного. Значит, наблюдаемая послеледниковая природная трансгрессия мирового океана еще не достигла своего максимума, а размеры оледенения на континентах, а также островах – соответствующего минимума.
Установлено, что «механизм Миланковича» не только обеспечивает циклическое перераспределение бюджета солнечной радиации между высокими и низкими широтами земного шара в рамках, но и колебания бюджета солнечного тепла от цикла к циклу. Поэтому циклам Миланковича в 100 тыс. лет ( колебания эксцентриситета орбиты планеты), 41 тыс. лет (колебания наклона земной оси) и 22 тыс. лет ( прецессии) соответствуют крупнейшим изменениям климата, соответствующие оледенениям и межледниковьям, а также крупномасштабных чередований эпох потепления и похолодания внутри них.
Кривая температурных условий в Антарктиде в районе станции «Восток» считается природным календарем изменений климата на Земле в течении последних 420 тыс. лет. Ученые обратили внимание на ассиметрию этой кривой. Переходы от ледниковых эпох к межледниковым происходили гораздо быстрее, чем от межледниковым к оледенению. В короткие межледниковые пики тепла наступали стремительно.
Климатические события разного иерархического уровня соподчинены. Каждое из них наследует инерцию перекрывающих его по временной амплитуде. Несомненно, все это прямо и опосредованно проявляется в функционирование климатической системы и ее составляющих – атмосферы, гидросферы и литосферы. Однако эффект наложения климатических макроциклов разной длительности на протяжении межледниковий даже в голоцене почти не изучен, хотя это имеет огромное научное и практическое значение.
Так, быстрое таяние огромных ледников в позднеледниковое время и в первой четверти галоцена вызвало изостатическую неустойчивость крупнейших блоков литосферы. Примером служит современное гляциоизостатическое поднятие участков Балтийского щита. Поднятие такого типа присуще также Канадскому щиту. Такое вздымание – один из результатов флуктуаций энергетического бюджета климатической системы Земли, вызванных астрономическими причинами и пример большой инерционности климатической системы.
Сочетается с действием механизма Миланковича и влияния космопланетарных факторов на климат Земли. Это циклические изменения климата продолжительностью 1850 лет, 200-250, 55 лет, 22 года и 11 лет. Всего насчитывают более 25 различных по продолжительности циклов.
Некоторые увеличения светимости Солнца и солнечной активности, как выяснилось благодаря прямым наблюдениям, оказывают позитивное влияние на энергетический бюджет Земли, в том числе и в настоящее время. А то, что ведомая здесь – кривая земных температурных условий можно сказать со стопроцентной уверенностью.
По данным спутниковых наблюдений, с 1985-1986 гг. получаемая Землей лучистая энергия Солнца стала меньше возвращаться в космос в коротковолновой форме и больше – в длинноволновой. Это свидетельствует об уменьшении альбедо Земли, росте поглощения солнечной радиации и об изменении климата в сторону потепления без вмешательства парниковых газов. Между тем МГЭИК указывает на увеличение альбедо планеты.
Таким образом, влияние солнечно-земных связей на климат Земли, на функционирование системы атмосфера – гидросфера – литосфера выявляется в рамках целого комплекса наук о Земли. И настоящее время не исключение [4].
2. Проблема Киотского протокола
2.1 Рамочная конвенция ООН о глобальном изменении климата
Проблема изменения климата обозначилась давно, но вот попытки ее решения стали появляться лишь в конце ХХ века. Результатом переговоров мирового сообщества о возможных мерах борьбы с этим стала Рамочная Конвенция ООН об изменении климата (РКИК) 1992 г. и Киотский протокол (КП) 1997 г. к ней. На III Конференции Сторон Рамочной Конвенции ООН об изменении климата в г. Киото в декабре 1997 г. был принят Киотский протокол к РКИК, который зафиксировал определенные количественные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов для промышленно развитых стран и стран с переходной экономикой, включенных в Приложение I РКИК ООН. Эти страны по отдельности или совместно должны обеспечить, чтобы их совокупные антропогенные выбросы парниковых газов, перечисленных в Приложении. А Киотского протокола, в эквиваленте СО2
не превышали установленные количественные обязательства по ограничению или сокращению объемов выбросов. Основная цель - сократить в период действия обязательств с 2008 по 2012 гг. общие выбросы парниковых газов, по меньшей мере, на 5% по сравнению с уровнем 1990 г. Коллективный целевой показатель (не менее 5%) должен быть достигнут путем сокращения выбросов на 8% Швейцарией, большинством государств Центральной и Восточной Европы и Европейским Союзом (Европейский Союз обеспечит достижение своего целевого показателя путем распределения различных долей среди государств-членов); на 6% Канадой, Венгрией, Японией и Польшей. Российская Федерация, Новая Зеландия и Украина должны стабилизировать уровень своих выбросов, тогда как Норвегия может увеличить выбросы до 1%, Австралия - до 8%, а Исландия до 10%. В соответствии с КП промышленно развитые страны и страны с переходной экономикой (в том числе Российская Федерация) в период с 2008 по 2012 годы берут на себя определенные количественные обязательства по ограничению или сокращению выбросов своих парниковых газов. Количественные ограничения выбросов парниковых газов определенные Киотским протоколом для индустриально развитых и развивающихся стран (табл. 2).
Табл. 2. Количественные ограничения выбросов парниковых газов.
| Сторона | Изменение выбросов парниковых газов по сравнению с базовым 1990 г., % | Сторона | Изменение выбросов парниковых газов по сравнению с базовым 1990 г. % |
| Австралия | 108 | Новая Зеландия | 100 |
| Австрия | 92 | Норвегия | 101 |
| Бельгия | 92 | Польша* | 94 |
| Болгария* | 92 | Португалия | 92 |
| Венгрия* | 94 | Россия | 100 |
| Германия | 92 | Румыния* | 92 |
| Греция | 2 | Словакия | 92 |
| Дания | 92 | Словения | 92 |
| Европейское сообщество | 92 | Великобритания | 92 |
| Ирландия | 92 | США | 93 |
| Исландия | 110 | Украина | 100 |
| Испания | 92 | Финляндия | 92 |
| Италия | 92 | Франция | 92 |
| Канада | 94 | Хорватия | 95 |
| Латвия | 92 | Чехия | 92 |
| Литва | 92 | Швейцария | 92 |
| Лихтенштейн | 92 | Швеция | 92 |
| Люксембург | 92 | Эстония | 92 |
| Монако | 92 | Япония | 94 |
| Нидерланды | 92 |
Первоначальный период действия обязательств по Протоколу, так называемый «бюджетный период», равен пяти годам и охватывает 2008-2012 гг. Вместе с тем каждая из Сторон Протокола призвана добиваться очевидного прогресса в выполнении своих обязательств еще до наступления первого бюджетного периода, а именно к 2005 году [7].
2.2 Принятие Киотского протокола
Вопрос о необходимости разработки системы мер по достижению целей РКИК в виде протокола к ней вновь был поднят в 1995 на конференции в Берлине. В течение еще двух лет шла разработка международного соглашения, которое было принято в декабре 1997 в японском городе Киото и получило название Киотского протокола. Постепенно к этому соглашению присоединялись все новые страны. Российская Федерация подписала Киотский протокол 11 февраля 1999.
Киотский Протокол– международное соглашение о сокращении выбросов парниковых газов в атмосферу для сдерживания глобального потепления, подписанное в 1997 году в Киото (Япония). Киотский протокол является одним из проявлений глобализации современной экономики, когда регулирование экономической деятельности перестает быть исключительной прерогативой национальных правительств и становится объектом межправительственных соглашений. Киотский протокол провозгласил количественное ограничение эмиссий парниковых газов в масштабах всего земного шара. Он был открыт для подписания с 16 марта 1998 г. по 15 марта 1999 г. Те государства, которые подписали протокол в этот период, должны его ратифицировать. Те же, кто его не подписал, например Беларусь, должны к нему присоединиться. Для вступления в силу протокола требуется его ратификация 55 Сторонами Конвенции, причем среди них обязательно должны быть развитые страны, обозначенные в Приложении I к Конвенции, на долю которых должно приходиться как минимум 55% выбросов СО2
в 1990 г. Протокол вступит в силу на девяностый день после того, как не менее 55 Сторон Конвенции, в том числе Стороны, включенные в Приложение I (развитые страны), на долю которых приходится в совокупности как минимум 55 процентов общего объема выбросов диоксида углерода. Сторон, включенных в Приложение I, за 1990 год, сдадут на хранение свои документы о ратификации, принятии, одобрении или присоединении. Однако ратифицировать его многие страны не торопятся. Однако в целом страны все больше понимают, что глобальное изменение климата - проблема планетарного масштаба и решать ее придется всем миром. Принятие согласованного решения столь же необходимо и неизбежно, как и общая борьба с терроризмом. И чем раньше политики начнут реальные действия, тем меньше будет ущерб. Общие принципы и положения, изложенные в Киотском протоколе, оказались, однако, недостаточными для практического осуществления предусмотренных им механизмов и процедур. Потребовалось почти четыре года для согласования наиболее важных вопросов, которые были решены на 7-й конференции стран-участников РКИК в Марракеше (Марокко) в ноябре 2001. В ходе детализации Киотского протокола Россия добилась принятия ряда своих требований – в частности, учета при определении квот каждой страны ее вклада в переработку углекислого газа при наличии обширных лесных массивов (таких как в РФ). Изначально и критики, и сторонники Киотского протокола осознавали, что его чисто практическое значение для сокращения выбросов очень невелико: если бы его не было, то в 1990–2010 выброс парниковых газов в мире вырос бы на 41%, а если все страны, подписавшие Киотский протокол, полностью выполнят его условия, то на 40%. Ценность Киотского протокола в том, что он является своего рода «пилотным проектом» для отработки механизмов глобального регулирования вредных выбросов. Принятие же полномасштабного международного соглашения о полномасштабной борьбе с загрязнениями планируется уже по истечении срока действия Киотского протокола в 2013 [7].
2.3 Россия в Киотском протоколе
2.3.1 Потенциальны выгоды России от участия в Киотском протоколе
К потенциальным выгодам от Киотского протокола можно отнести:
- Доходы от продажи российских квот сокращения выбросов парниковых газов (в соответствии со ст. 17 Протокола, разрешающей торговлю квотами);
- Зарубежные инвестиции в проекты сокращения выбросов парниковых газов на российских предприятиях в рамках проектов совместного осуществления [7]; при этом затраты инвестора возмещаются образующимися в ходе проекта квотами сокращения.
Реальный спрос на российские квоты в
Именно проектная форма объявлена для стран ЕС единственным источником квот за рубежом. Это зафиксировано в так называемой «Связующей директиве», регулирующей поступление на рынок ЕС квот из внешних источников. Аналогичных позиций придерживаются также Япония и Канада.
Оценка возможного объема инвестиций в Россию в рамках проектов совместного осуществления базируется на:
- Средней цене на квоты, заявляемой инвесторам на переговорах по проектам совместного осуществления в России (в настоящее время эта цена составляет 3 евро за тонну СО2
- эквивалента);
- Оценке потребности стран-инвесторов в квотах, приобретаемых в России в рамках проектов совместного осуществления, которая базируется на официальных данных стран-инвесторов о потребности в квотах из внешних источников и на официальных прогнозах по географическому распределению этих источников;
В частности, официальная потребность ЕС на 2008-2012гг., заявленная в Директиве по торговле эмиссией, составляет 356 млн.т. СО2
- эквивалента. Из них 86% предполагается приобрести в развивающихся странах, а остальное - в странах бывшего СССР. Можно предположить, что из объёма, предназначенного странам бывшего СССР, на Россию придется от ½ до ¾, что составит от 25 до 40 млн. т.
Аналогичные расчеты, сделанные на основе официальных данных Министерства экономики и торговли Японии, показывают потенциальную потребность этой страны в российских квотах в размере от 15 до 20 млн т.; потребность Канады оцениваются от 5 до 10 млн. т.
Итоговая потребность стран-инвесторов в российских квотах на указанный период оценивается в 45-70 млн. т. СО2
- эквивалента. При средней цене в 3 евро за 1 тонну объем инвестиций в Россию по линии проектов совместного осуществления может составить от 135 до 210 млн. евро.
Есть основания полагать, что эта оценка со временем может быть пересмотрена в сторону увеличения. В частности, интересна позиция некоторых стран ЕС (например Нидерландов), настаивающих на равном распределении капиталовложений между развивающимися странами и странами бывшего СССР. Не исключена также ситуация при которой намеченные странами-инвесторами обязательства сохранятся как элемент региональной политики или другой сравнительно нежесткой международной конструкции.
При таком сценарии резко возрастает важность снижения затрат на выполнение обязательств, что вызовет рост инвестиций в проекты сокращения выбросов за рубежом, в том числе и в России. При благоприятном стечении всех обстоятельств и тенденций возможный объем инвестиций в России по линии проектов совместного осуществления может вырасти до 400-500 млн. евро. (при неизменной цене на квоты) [4].
2.3.2 Возможные риски
Участие России в Киотском протоколе сопряжено с риском превращения России из нетто-продавца в нетто-покупателя с соответствующими последствиями для платежного баланса страны, а также с риском появления нового типа барьеров для российского экспорта энергоемкой продукции (эко-технологические ограничения) с соответственными последствиями для торгового баланса страны.
Риск превращения России в нетто-покупателя квот связан с перспективой превышения Россией уровня выбросов 1990г., зафиксированного для нее в качестве «потолка». Это превышение чревато немалым затратами: за каждую тонну СО2
- эквивалента, выброшенную сверх допустимого лимита, страна-нарушитель должна в дальнейшем представить 1,3 т сокращенных выбросов. Эти сокращения придется приобретать на внешнем рынке по ценам, которые, конечно же, вырастут, как только выяснится, что на квоты появился спрос со стороны России.
Расчеты возможностей превышения Россией уровня выбросов 1990г. проделаны на основе Энергетической стратегии РФ, в которой предусмотрены три базовых сценария энергопотребления до 2020г.
Согласно первому (вариант А), сохраняются существующий уровень энергоэффективности и существующая структура экономики страны.
По второму сценарию (вариант Б), произойдут существенные изменения (улучшение) структуры экономики страны, а уровень энергоэффективности отдельных отраслей и производств останется неизменным.
Третий сценарий (вариант В) предусматривает существенное изменение структуры экономики страны и значительное снижение энергоемкости во всех отраслях и производствах.
По неизвестной причине авторами энергетической стратегии расчеты выбросов парниковых газов в России проделаны лишь в рамках последнего базового сценария, в реальность которого поверить трудно (во всяком случае, динамика развития российской экономики в последние годы не дает для этого оснований). В рамках этого сверхоптимистического сценария превышение уровня 1990г. по выбросам парниковых газов в России ожидается не раньше 2020г.
В то же время реалистическая оценка тенденций развития российской экономики не позволяет считать третий сценарий осуществимым - хотя бы потому, что переход на него потребует колоссальных ресурсов, источник которых пока неизвестен. И до тех пор, пока он не выявлен, следует реальным первый сценарий (и в меньшей мере второй). Расчет выбросов парниковых газов по этим сценариям позволяет прогнозировать превышение Россией уровня выбросов парниковых газов 1990 г. уже в 2008=2012 гг. - первый период действия Киотского протокола. В частности, по первому сценарию Россия может превратиться в нетто-покупателя квот уже в 2009 г.
Впрочем, даже самый оптимистический сценарий не гарантирует России избавления от будущей роли нетто-покупателя квот. Он лишь отодвигает эту перспективу за пределы 2012 г., выдаваемый некоторыми российскими лоббистами за срок прекращения обязательств по Киотскому протоколу. Между тем в тексте протокола 2012 г. упомянут лишь как срок окончания первого периода действия обязательств, принятых для стран. Указаний на то, что с окончанием первого периода действия принятых обязательств протокол (и обязательства) прекращают действие, в тексте не содержится. В этом отношении протокол является бессрочным документом; пересмотр обязательств в его рамках возможен пока лишь в сторону их ужесточения.
Оценка возможных затрат России на приобретение квот за рубежом базируется на:
- оценке потребностей России в квотах внешнего происхождения в соответствии с базовыми сценариями выбросов парниковых газов в стране;
- имеющихся прогнозах повышения цен на квоты (средний прогнозируемый уровень на 2010 год - 8-10 евро за 1 т СО2
-эквивалента).
В соответствии с описанными сценариями выбросов парниковых газов затраты России на выполнение обязательств по Киотскому протоколу могут составить до 2020 г.:
- по первому сценарию: 160 млрд. евро;
- по второму сценарию: 100 млрд. евро;
- по третьему сценарию расходы начинаются после 2022 г.
Затраты России можно уменьшить за счет реализации проектов сокращения выбросов на российских предприятиях (цена единицы сокращения в которых существенно ниже мировых и оценивается на уровне 3 евро за 1 т СО2
-эквивалента). Такая тактика позволит снизить расходы России до 30 млрд. Приемлемость подобных расходов для России руководству страны предлагается оценить самостоятельно.
Доминирование Евросоюза в переговорном процессе по Киотскому протоколу позволило развивать его как инструмент технологического контроля и регулирования. В рамках механизма протокола формируется список «лучших имеющихся технологий», обеспечивающих снижения выбросов парниковых газов во всех отраслях и производствах. В основе их лежат прежде всего технологии стран ЕС, превратить которые в мировой стандарт помоет вступление в силу Киотского протокола.
Детальное знакомство с тактикой действий Евросоюза позволяет спрогнозировать следующий сценарий: «Киотские» технологические стандарты ЕС будут использованы для создания новых препятствий импорту энергоемкой продукции. Разумеется, эти препятствия будут созданы только в рамках ЕС; Киотский протокол необходим для придания им легитимности (в противном случае ЕС может попасть под удар как нарушитель правил ВТО).
Отсутствие каких-либо сведений о возможном отраслевом охвате такого рода барьеров, о предполагаемых процедурах и диапазоне санкций не позволяет точно оценить риски, задаваемые подобным сценарием российским экспортным отраслям промышленности. Но даже если учесть только металлургию. Возможный ущерб будет измеряться, миллиардами евро [4].
3.2.3 Некоторые выводы о России в Киотском протоколе
Разумный сценарий политики России в области Киотского протокола предполагает максимизацию выгод и устранение рисков. К мерам по максимизации выгод относятся все действия, направленные на:
- максимальное открытие рынка стран-инвесторов для квот внешнего происхождения, снятие любых ограничений на их импорт (даже с учетом их»связанности» проектными механизмами);
- увеличение доли России в планируемых странами-инвесторами закупках квот на увеличение закупках квот за рубежом в рамках соответствующих проектов.
К мерам по устранению рисков относятся все действия, направленные на снижение давления обязательств по Киотскому протоколу на Россию либо на отмену этих обязательств, в частности;
- исключение России из списка этих стран, несущих обязательства в рамках Протокола (согласно Приложению В к Протоколу и Приложения 1 к Рамочной конвенции ООН по изменению климата).
Засеет в выполнение Россией обязательств по Протоколу того сокращения выбросов, которое произошло в 1990-2008 гг., оцениваемого в 12-13 млрд т, сто позволит нашей стране значительную свободу маневра в будущем.
При разработке конкретных шагов следует учесть важнейшие внешние факторы, к которым относятся:
- позиция США, ведущих самостоятельные действия в области сокращения выбросов, но потенциально способных вернуться в Протокол при условии более реалистичных обязательств для США и более определенных условий активного участия развивающихся стран
- позиция Еврокомиссии (в частности, ее Директората по окружающей среде), характеризующаяся негибкостью, нежеланием считаться с интересами России, и в конечном счете провоцирующая долгосрочный конфликт между ЕС и Россией;
- позиция отдельных стран ЕС, не заинтересованных в подобном конфликте и готовых для сохранения отношений с Россией на некоторые уступки в переговорах относительно Киотского протокола.
В этой связи, разрабатывая тактику действий России на ближайший период следует:
А) предусмотреть серию двухсторонних консультаций с отдельными странами ЕС, Японией и Канадой по увеличению закупок квот в России в рамках проектных механизмов;
Б) начать консультации с США и Японией по возможным сценариям трансформации Киотского протокола, позволяющим учитывать возможности США и России, а также активное участие «третьего мира»; иные способы решения проблемы российских рисков (без привлечения союзников), на наш взгляд, не имеют серьезных шансов на успех;
В) провести консультации по этим же вопросам с европейскими странами «Большой Восьмерки», а также с Канадой, с дальнейшей возможной постановкой этой проблемы на намеченном саммите «большой Восьмерки»;
- использовать проработку вопроса в рамках «Большой Восьмерки» для ухода от открытого конфликта с ЕС, который вполне вероятен в ходе предстоящего в мае саммита «Россия - ЕС»;
- продолжать работу по формированию нормативной базы для проектов совместного осуществления в России, дающей возможность эффективно привлекать инвестиции для проектов энергоснабжения и повышения энергоэффективности на российских предприятиях.
Наконец, следует остановиться на координации всей этой работы. В большинстве развитых стран вопросы, связанные с изменением климата, курируются специально созданными правительственными рабочими группами, наделенными полномочиями функционального руководства по отношению министерствам и ведомствам. Таковы. В частности, Межведомственная группа по изменению климата в Германии, Межведомственная группа по парниковому эффекту при премьер-министре Франции и т.д. Аналогичные функции выполняла Межведомственная комиссия РФ по проблемам изменения климата (МВК РФ). После ее роспуска вопросы координации политики пов области климата, ведшейся и без того недостаточно активно (в том числе и из-за отсутствия у МВК РФ властных полномочий), оказываются организационно необеспеченными в целом.
Решение этого вопроса возможно путем создания новой структуры, аналогичной по своим задачам МВК РФ, но отличающейся от нее большей компактностью, оперативностью и большим объемом властных полномочий (без чего не возможны активные действия по защите российских интересов). Возможно даже сохранение прежнего названия, привычного нашим партнерам по переговорному процессу в рамках Киотского протокола; новизну для них должно представлять не название, а переговорная тактика, суть которой - в переходе от защиты России от навязываемых ей решений к выдвижению собственных альтернатив [4].
3. Последствия изменения климата
3.1 Оценка экологических и социально-экономических последствий изменения климата
Потенциальные воздействия изменения климата очень сложны и изменчивы.
Ожидается, что увеличение температуры вызовет:
- Изменение количества осадков и влагосодержание почв;
- Изменение положения природных зон, максимальные изменения ожидаются в Северном полушарии (площадь тундры уменьшиться на 32%, площадь бореальных лесов уменьшиться на 37%, если СО2
увеличиться вдвое);
- Увеличение продуктивности растительности (в Северном полушарии примерно на 30%);
- Существенное изменение биоты;
- Изменение гидрологического режима;
- Изменение с/х потенциала ресурсов;
- Уменьшение площади ледников;
- Уменьшение площади вечной мерзлоты ( в первой половине XXI века примерно на 15-20%);
- Увеличение уровня мирового океана;
- Уменьшение продуктивности эвтрофных зон, примерно на 9% на каждый градус, увеличение продуктивности олиготрофных;
- Нестабильность атмосферных процессов и рост экстремальных явлений (циклоны, бури, торнадо, наводнения и т.д.)
Изменения климата коснутся всего человечества. В северных регионах жизнь, возможно, станет комфортнее, хотя экологические системы и там будут нарушены. Однако, уже сейчас ясно, что от потепления на планете больше всего пострадают самые бедные регионы, население которых и сейчас беззащитно перед природными бедствиями и эпидемиями.
Прежде всего можно считать, что в высоких широтах потепление должно быть более интенсивным. В высоких широтах количество осадков увеличиться, в умеренных широтах лето в континентальных районах станет более засушливым.
Средняя глобальная температура будет повышаться пропорционально логарифму относительной концентрации СО2
, но с отставанием во времени [3].
3.1.1 Возможные изменения уровня океана
Получена оценка возможного повышения уровня океана на 60-80 см вследствие глобального потепления на 3.5±2,0о
С, обусловленного удвоением содержания СО2
в атмосфере.
В течение следующего столетия в результате повышения температуры воздуха основными физическими факторами, воздействующими на уровень океана, по-видимому, будут следующие.
1. Термическое расширение вод океана, способное увеличить толщину верхнего 100-м слоя воды тропической зоны на 10 см и нижележащего 900-м слоя по крайней мере на 20 см, а возможно, более чем на 50 см. Можно ожидать, что характер движения холодных глубинных вод из полярных районов в низкие широты не изменится. Возможно, температура этих вод несколько повысится, что приведет к небольшому их расширению от 10 до 20 см, вклад которого в повышение уровня на протяжении 21 века будет незначительным. Однако изменения глубины термоклина, а следовательно, и вертикального распределения температуры воды могут вызвать существенные изменения уровня моря, чем те, которые ожидаются за счет эффекта термического расширения.
2. Таяние малых ледников и ледниковых шапок может привести к повышению уровня океана приблизительно на 20±12 см.
3. Эффекты от изменения скоростей таяния и аккумуляции ледниковых покровов Гренландии и Антарктиды, вероятно, скомпенсируют друг друга. Из-за неопределенности в оценках этих противоположных тенденций результирующее изменение уровня океана не превысит ±10 см/100 лет.
4. Изменения запасов вод суши в озерах, реках, водохранилищах, а также подводных вод очень трудно прогнозировать, тем не менее маловероятно, что они превысят ±10 см/100 лет; возможно, изменение этих составляющих водного баланса составит лишь некоторую долю приведенного значения.
5. Катастрофическое разрушение ледникового щита Западной Антарктиды – процесс не мгновенный, а развивающийся на протяжении определенного интервала времени. Необходимо иметь более детальное океанографическое обоснование для того, чтобы мы могли оценить, достаточно ли повышения глобальной температуры на 3.5о
С для начала разрушения к концу следующего столетия. Однако, вероятно, что и в этом случае для повышения уровня океана на 5 м потребуется по крайней мере 200 лет [8].
3.1.2 Реакция лесов
Существует хорошо выраженное соответствие между распределением параметров глобального климата и пространственным распространением растительности, что позволяет ожидать наличие ее взаимосвязи с изменениями климата.
Можно ожидать, что изменения климата дифференциально изменят успех возобновления и скорость роста гибели разных видов деревьев. Весьма вероятно, что изменения в конкурентоспособности различных таксонов приведут к изменению состава леса. Изменение условий увлажнения может повлиять на вероятность пожаров и скорость их распространения. Более теплые зимы могут привести к уменьшению смертности зимующих насекомых-паразитов и увеличить вероятность, а может быть, и интенсивность вспышек их численности.
Величина этих эффектов в некоторых случаях может быть очень значительна даже при относительно небольших изменениях климата. Более того, они, вероятно, будут настолько специфичны, что их будет трудно обобщать для всех лесов. Например, потепление в одном в одном регионе может вызвать рост продуктивности леса с преобладанием коммерчески ценных пород деревьев, в то время как аналогичное потепление в другом регионе может привести к увеличению повторяемости пожаров и сокращению соответствующих площадей.
Немедленная ожидаемая реакция при росте концентрации СО2
включает изменения продуктивности лесов. Например, можно ожидать, что при потеплении продуктивность незначительно увеличится в лесах, лимитированных по питательным веществам. Тем не менее для многих типов лесов существует положительная связь между температурой и общей продуктивностью. Если воды и питательных веществ достаточно, можно ожидать, что глобальное потепление в общем повысит продуктивность леса. Однако, поскольку большинство лесов в той или иной степени лимитировано недостатком воды и питательных веществ, это обобщение следует принимать с осторожностью [9].
3.1.3 Изменения экосистем
Охрана природы. Многие национальные парки и заповедники служат местом обитания редких и вымирающих видов животных и растений. Эти парки занимают сравнительно небольшие площади. Если изменения окружающих среды сделают эти местообитания неблагоприятными, неизвестно, удастся ли найти им адекватную замену или переместить соответствующие виды в другое место. Риск широкомасштабного исчезновения редких видов, особенно с локальным распространением, вследствие изменения климата может быть весьма велик.
Экологические процессы. При изменении климата может измениться ход и распространенность многих экологических процессов в естественных системах. Хотя предсказание соответствующих изменений связано с большой неопределенностью, уже сейчас очевидно, что их потенциальное воздействие весьма велико.
Гидрология. Климатические изменения могут изменить характеристики гидрологического цикла региональных экосистем, особенно лесов. Уменьшение транспирации за счет прямого влияния увеличения концентрации СО2
на растительность может, например, увеличить сток и усилить эффект увеличения количества осадков. Изменение речного стока и паводков может сильно повлиять как на сами реки, так и на прилегающие к ним экосистемы, а также на различные виды деятельности человека, зависящие от качества и количества воды [3].
3.1.4 Воздействия изменений климата на урожайность и производство зерновых культур
Для центральных частей североамериканских и европейских зерновых районов наиболее вероятным эффектом быстрого повыше6ния средних температур будет уменьшение урожаев зерна. При повышении температуры на 2о
С урожайность зерновых может уменьшиться, по грубым подсчетам, на 3-17 %.
Отрицательное воздействие повышения температуры на урожайность на урожайность зерновых заключается в увеличение эвапотранспирации, ускорении развития растений и сокращении периода формирования урожая.
Увеличение количества осадков сглаживает воздействие потепления на урожайность зерновых, тогда как уменьшение количества осадков усиливает воздействие потепления.
На всех широтах вероятность самых неблагоприятных воздействий изменения климата на сельскохозяйственные культуры наиболее велика на окраинах зерновых районов.
Изменения климата влияют на вредителей сельскохозяйственных растений и болезни, которые являются причиной значительных потерь урожаев зерновых [3].
3.2 Перспективы на будущее
Существуют проекты по насыщению земных океанов углекислотой из атмосферы, закачке ее в нефтяные скважины, угольные карьеры или обширные подземные озера. Это называется «секвестированием» содержание углекислого газа в атмосфере и представляет по сути совокупность методов связывания и удаления диоксида углерода из атмосферы вместо поисков путей сокращения его выбросов.
В последнее время интерес ученых и функционеров от экологии к улавливанию и связыванию диоксида углерода возрос.
Развивающиеся страны стоят перед дилеммой - они не могут тратить огромные средства на экологически безопасные технологии производства энергии, и вместе с тем мировое сообщество оказывает на них давление в целях предотвращения увеличения выбросов парниковых газов.
Технологии же «углеродного секвестирования» могут быть в этом случае точкой компромисса. При этом никто, конечно, не отказывается и от более привычных методик сокращения выбросов диоксида углерода. На первом месте стоит банальная экономия энергии: чем меньше энергии необходимо затратить, тем меньше горючего придется сжечь для ее производства и тем меньше количества углекислоты попадает в атмосферу.
Некоторые наиболее краткосрочные (по срокам внедрения) технологии связывания углекислоты могут даже не только не требовать затрат, но и приносить прибыль, помогая в производстве полезных продуктов.
Некоторые технологии, находящиеся в разработке в настоящий момент:
Нефтяные месторождения.
Нагнетание углекислого газа в нефтяные месторождения могло бы помочь в добыче нефти. Создавая давление в пористых породах, где залегают нефтяные озера, углекислота «выдавливала» бы нефть к добывающим скважинам. Этот метод уже используется в настоящее время на многих нефтяных месторождениях. Однако сейчас нефтяники больше упирают на добычу нефти, а не на захоронение углекислоты. Для целей «углеродного секвестирования» потребуется поменять акценты.
Угольные карьеры.
Неплохим местом для «складирования» углекислоты являются месторождения угля, слишком глубокие для экономически эффективной разработки. Однако они могут служить неплохим источником природного газа - молекулы метана сорбированы на поверхности угля. Накачивая в такие глубокие шахты углекислоту, можно вызвать десорбцию метана и, таким образом, получать природный газ из заброшенных месторождений угля. Эта идея считается очень перспективной и находится в разработке.
Почва
Естественными «насосами», откачивающими углекислоту, являются растения. Их надземные части поглощают углекислоту, связывают ее в органические вещества и транспортируют полученные продукты а корневую систему, где они складируются. Возобновляя вырубаемые леса, человечество не только будет способствовать снижению концентрации углекислоты в атмосфере, но и решению целого комплекса прочих экологических проблем.
Естественные хранилища
В Северном море, у берегов Норвегии, на шельфовых месторождения природного газа с 1996 года работает процесс по захоронению попутно извлекаемого углекислого газа. Вместо сброса в атмосферу, газ под давлением закачивается в слои пористого песчаника на глубину около 1 км ниже океанского дна.
Для наземных месторождений возможен аналогичный выход – закачка углекислоты в водные слои, на глубину примерно одного километра. Эта вода бесполезна в качестве питьевой. Такие глубинные слои, как правило, располагаются под скалистыми слоями, препятствующими выделению газа на поверхность. То, что в природе существуют природные «хранилища» углекислоты и то, что эти хранилища остались непотревоженными в течение многих тысячелетий – неплохое подтверждение практической осуществимости этого метода и одновременно гарантия того, что однажды заключенный в подскальные воды газ никогда больше не выберется на поверхность.
Возможность захоронения углекислоты в океане - самый спорный момент в технологиях углеродного секвестирования. Один из возможных подходов к связыванию углекислоты водой выглядит так – жидкий газ закачивают по трубам на глубину около 1100 м. В зависимости от глубины закачки, возможны два варианта. В первом (неглубокая закачка) жидкая углекислота остается жидкой и растворяется в океане. Во втором случае, при более глубоком введении, жидкая углекислота в результате реакции с водой жидкая углекислота образует подобные льду куски, которые опустятся на дно океана и пролежат там весьма длительное время, так как скорость растворения газа на больших глубинах будет весьма низкой.
Потенциал мирового океана как хранилища углекислоты огромен. Начиная с 1700-х годов, содержание диоксида углерода в атмосфере возросло примерно на 30%. Но даже если бы концентрация за это время удвоилась, содержание газа в океане увеличилось бы всего на 2%.
Однако никто точно не представляет себе, как складирование углекислоты в океане отразится на морских экосистемах. Большинство ученых, хотя и признают огромный потенциал этой идеи, считают риск очень большим. Дело в том, что растворение углекислоты в воде повышает ее кислотность - изменяет кислотно-щелочной баланс. И как скажется глобальное подкисление океана на живущих в нем организмах, пока никто точно предсказать не может.
Если масштабные сбросы углекислоты в океан станут реальностью, надо учитывать, что примерно пятая часть газа вернется обратно в атмосферу. Однако, по подсчетам ученых, на это уйдет от нескольких сотен до тысячи лет. Несомненно, за такое время человечество откажется от использования ископаемых топлив, таких как уголь, нефть, природный газ и связанных с ними парниковых проблем. Скорее даже, не «откажется», а просто исчерпает все доступные месторождения [10].
Ученые, прослеживая выбросы углекислого газа, давно заметили, что в атмосферу попадает всегда разное количество газа, даже при одинаковых выбросах (график 2).
Рис. 2. Выбросы углекислого газа.
1- Поступление антропогенного СО2
в атмосферу при сжигании топлива;
2-Количество СО2
остающегося в атмосфере.
Объяснения этому пока нет, но в будущем это может стать решением проблем выбросов парниковых газов [10].
Заключение
В последнее время проблема парникового эффекта становится все более и более острой. Климатическая обстановка в мире требует принятия безотлагательных мер. Доказательством этому могут служить некоторые последствия парникового эффекта, проявляющиеся уже сегодня.
Влажные районы становятся еще влажнее. Непрерывные дожди, которые вызывают резкое увеличение уровня рек и озер, случаются все чаще. Разливающиеся реки затапливают прибрежные поселения, вынуждая жителей покидать свои дома, спасая свои жизни.
Интенсивные дожди прошли в марте 1997 года в США. Погибло много людей, ущерб оценивался в 400 миллионов долларов. Такие непрерывные осадки становятся более интенсивными и вызваны глобальным потеплением.
В противоположность этому, сухие районы стали еще более засушливыми. В мире наблюдаются засухи столь интенсивные, какие не наблюдались уже в течение 69 лет. Засуха уничтожает кукурузные поля в Америке. В 1998 году кукуруза, которая обычно достигает двух метров и более, доросла только до талии человека.
Проблема глобального потепления носит не только экологический характер, но и социально - экономический.
Глобальное потепление с вероятностью 90% вызвано антропогенным фактором. Полностью остановить потепление невозможно – тем более, что оно совпало с природным циклом потепления, которое тоже происходит сейчас. Но предельно минимизировать процесс – вещь вполне реальная, и в мире много делается для этого. Большинство промышленных стран подписали Киотский протокол - соглашения о сокращении выбросов.
Основная цель - сократить в период действия обязательств с 2008 по 2012 гг. общие выбросы парниковых газов, по меньшей мере, на 5% по сравнению с уровнем 1990 г. Коллективный целевой показатель (не менее 5%) должен быть достигнут путем сокращения выбросов на 8% Швейцарией, большинством государств Центральной и Восточной Европы и Европейским Союзом (Европейский Союз обеспечит достижение своего целевого показателя путем распределения различных долей среди государств-членов); на 6% Канадой, Венгрией, Японией и Польшей. Российская Федерация, Новая Зеландия и Украина должны стабилизировать уровень своих выбросов, тогда как Норвегия может увеличить выбросы до 1%, Австралия - до 8%, а Исландия до 10%.
Договор получил широкое одобрение и был назван важным шагом вперед на пути борьбы с вызовами, которые бросают человечеству глобальные изменения климата.
Киотский протокол пожалуй, самый нашумевший и неоднозначный международно-правовой акт в области экологии за последние годы, споры о целесообразности которого продолжаются с момента его подписания и по сей день.
Изначально и критики, и сторонники Киотского протокола осознавали, что его чисто практическое значение для сокращения выбросов очень невелико: если бы его не было, то в 1990–2010 выброс парниковых газов в мире вырос бы на 41%, а если все страны, подписавшие Киотский протокол, полностью выполнят его условия, то на 40%. Но тем не менее это первый совместный проект, который дает надежду на дальнейшие совместные действия.
В настоящее время существуют проекты по насыщению земных океанов углекислотой из атмосферы, закачке ее в нефтяные скважины, угольные карьеры или обширные подземные озера. Это дает большие перспективы на будущее.
Изменение климата – это глобальная проблема всего человечества, решать которую нужно только сообща, локальное решение этой проблемы не имеет смысла.
Список литературы
1. Легасов В.А., Кузьмин И.И., Черноплеков А.И. Влияние энергетики на климат. – Изв.АН СССР, ФАО, 1984.
2. Винников К.Я., Ковынева Н.П.. О распределении изменений климата при глобальном потеплении. – Метеорология и Гидрология, 1983.
3. Б. Болин, Б.Р. Деес., Дж. Ягер, Р. Уоррик. Парниковый эффект, изменение климата и экосистемы. Л., 1989.
4. Возможности предотвращения изменения климата и его негативных последствий. М., 2006.
5. Буденко М.И. Влияние человека на климат. – Л., 1972.
6. http://news-nano.blogspot.com/2008/02/25-2008.html - Новости науки и новейших технологий.
7. Бердин В.Х., Васильев С.В., Кокорин А.О. Киотский протокол. WWF России, 2003.
8. Клиге Р.К. Изменение уровня океана в истории Земли. М., 1982.
9. Антоновский М.Я., Корзухин М.Д., Тер-Микаэлян М.Т. Моделирование антропогенных изменений лесных экосистем. Л., 1985.
10. http://science.km.ru/magazin/view.asp?id=86B0FE0FF3C9441AB07728A80C9667E2&data=05.09.2000 - Наука и техника «Охота за парниковыми газами».