Разработки российских ученых помогают развивать карбоновые полигоны

Карбоновые полигоны — уникальный пилотный проект Минобрнауки России, запущенный в 2021 году. За это время была сформирована сеть территорий для разработки и испытания методик измерения выбросов и поглощения парниковых газов. Уникальность отечественного кейса — в широкой представленности природных и антропогенных экосистем.

В данный момент производится детальное изучение территорий с потенциалом развития полигонов. Организаторы проекта тестируют отечественные опытные образцы оборудования для измерения потоков парниковых газов. Со временем разработки российских ученых заменят импортные аналоги.

О том, как будет развиваться проект дальше, и когда Россия достигнет технологического суверенитета в производстве измерительного оборудования, рассказал советник Министра науки и высшего образования РФ, секретарь Экспертного совета Антон Шашкин.

– Расскажите про развитие проекта, на какой он стадии?

– Проект по созданию карбоновых полигонов развивался в сжатые сроки. Сейчас в России 13 полигонов, которые охватывают территорию площадью более 13 тысяч га. На них представлены более 30% репрезентативных экосистем России. На стадии открытия находятся еще несколько полигонов. Так, 11 августа Экспертный совет по вопросам научного обеспечения развития технологий контроля углеродного баланса при Минобрнауки России утвердил программы создания двух новых карбоновых полигонов в Воронежской и Томской областях.

Наша первостепенная задача — сделать измерения на оборудованных полигонах систематическими, так как, для того чтобы строить модели углеродного баланса, необходимо получать ретроспективные данные в течение 5-10 лет минимум.

Отдельными направлениями могут стать морские и аграрные карбоновые полигоны. В зависимости от типа может меняться состав оборудования, применяемого на тестируемых участках, и типы исследований.

Отмечу, в нашем уникальном проекте представлены многие типы полигонов. Например, морские карбоновые полигоны разворачиваются в Краснодарском крае в бухте Голубая Черного моря, в Сахалинской области в заливе Анива Охотского моря и в ближайшем будущем в Приморье.

Аграрные карбоновые полигоны, основными задачами которых являются почвенные измерения и технологии долговременной фиксации атмосферного углекислого газа в почве, работают в Чеченской республике и Республике Татарстан.

– Как работают карбоновые полигоны?

– Напомню, что карбоновые полигоны — это в том числе и отработка технологий депонирования атмосферного углекислого газа в биомассе, почве, водной среде, то есть сокращение углекислого газа в атмосфере за счет его перевода в углерод биомассы или почву. Именно эти технологии лягут в основу индустриальных природно-климатических проектов.

Для того чтобы наши природно-климатические проекты были рентабельными, на карбоновых полигонах необходимо отработать и испытать технологии долговременного связывания углекислого газа, методы выявления утечек парниковых газов из индустриальных, лесных и агротерриторий.

Отдельная и очень важная тема — верификация результатов климатических проектов, международное признание методов измерения углеродного баланса, особенно дистанционных. Сегодня в мире наблюдается настоящий бум по созданию космических «климатических» группировок, вооруженных разными типами сенсоров для контроля земной поверхности. Параллельно создаются национальные и глобальные сервисы на основе беспилотных летательных средств, системы автоматических наземных и наводных (а иногда и подводных) сенсоров.

Эти сервисы не только занимаются собственно климатическим мониторингом, но и активно применяются в экологическом контроле, точном земледелии и лесном хозяйстве, борьбе с лесными пожарами, контроле биоразнообразия и многом другом.

Ближе всего сейчас к запуску экономически рентабельного климатического проекта наши коллеги из Воронежского государственного лесотехнического университета и ПАО «СИБУР». В этом году будет организован и получит международный сертификат лесной климатический проект на площади 155 га с потенциалом роста до 2600 га к 2025 году и с общим потенциалом поглощения не менее 320 тыс. тонн CO₂-эквивалента парниковых газов. В этом году может быть объявлено о запуске нескольких новых очень интересных климатических проектов.

– На какие зарубежные примеры, по вашему мнению, нужно опираться, чтобы перенять полезный опыт и избежать ошибок?

Наиболее профессионально мониторинг организован в международной сети ICOS. Эта сеть предусматривает и регламент для проведения измерений, и кластеризацию участков по типам — в частности, морские, экосистемные и атмосферные. И нам необходимо в рамках проекта карбоновых полигонов обеспечить соизмеримое качество данных, достойный уровень их обработки и интерпретации.

Для нас очень важны международная экспертиза и сотрудничество. В наш министерский полигоновый проект были приглашены эксперты из различных стран. На сегодняшний день у нас есть официально подтвержденная готовность к сотрудничеству от ученых из Китая, Индии, Сербии, Ирана, Объединенных Арабских Эмиратов, Египта. По мере развития проекта будет расширяться и география наших научных связей.

– Насколько критично для проекта использование зарубежного оборудования? Есть ли в России наработки по отечественным аналогам?

– Для оборудования, которое используется на карбоновых полигонах, важны два основных параметра: цена и качество измерения.

Отмечу, что практически все зарубежные производители оборудования продолжают поставки в Россию. Но при этом его стоимость выросла на 20-30%, а сроки поставки по отдельным позициям увеличились до 300 дней.

Безусловно, мы обращаем внимание на отечественные аналоги, но для того, чтобы их довести до требуемого качества, потребуется какое-то время. Например, силами ученых из Самары разработан газоанализатор для измерения концентрации парниковых газов. Время проведения анализа этим прибором составляет две минуты, и оно лучше показателя зарубежных аналогов.

В Московском физико-техническом институте (МФТИ) создается прибор для пульсационного метода измерения потоков парниковых газов. В настоящее время это самый точный метод измерения потоков парниковых газов между атмосферой и подстилающей поверхностью, он признан международным экспертным сообществом. При аналогичных технических характеристиках по точности измерения потоков, концентрации с зарубежными аналогами прибор МФТИ будет практически в три раза дешевле. В этом году должен появиться его экспериментальный образец, в следующем году планируется опытная эксплуатация, в том числе на карбоновых полигонах.

Очень интересные наработки как в «железе», так и в программном обеспечении есть в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана.

В ближайшей перспективе мы увидим первые примеры использования отечественной линейки компактных сенсоров — лидаров и гиперспектральных камер для дистанционных исследований с дальнобойных дронов. Не исключено, что такие дроны будут играть очень важную роль до появления в полной номенклатуре всех запланированных климатических спутниковых группировок.