Тематический рубрикатор статей

Георесурсы Т.23.№3.2021
Стр.
Скачать статью

Некоторые вызовы и возможности для России и регионов в плане глобального тренда декарбонизации

Д.К. Нургалиев, С.Ю. Селивановская, М.В. Кожевникова, П.Ю. Галицкая

Оригинальная статья

DOI https://doi.org/10.18599/grs.2021.3.2

8-16
rus.
eng.

open access

Under a Creative Commons license
В статье рассматривается схема возможного сценария энергетического перехода в Российской Федерации с учетом сложившегося экономического уклада, наличия гигантской нефтегазовой инфраструктуры и уникальных природных ресурсов. Все это позволяет рассматривать глобальные тенденции декарбонизации энергетики и экономики не только как вызов, но и как новые возможности для страны. С учетом развитой инфраструктуры нефтегазодобычи, транспортировки, нефтепереработки и нефтехимии, а также наличия огромной территории, лесных, водных, почвенных ресурсов перед нашей страной открываются уникальные возможности секвестрации углерода с использованием как биологических систем, так и имеющейся нефтегазовой инфраструктуры. Предлагается использовать существующие нефтегазодобывающие мощности для генерации водорода в процессах каталитической трансформации углеводородов внутри пласта. Предлагается создать и использовать для захоронения СО2 масштабные технологии с использованием существующей инфраструктуры нефтедобывающей отрасли. Учитывая огромный потенциал Российской Федерации в секвестрации углерода биологическими системами, создается сеть российских карбоновых полигонов, в том числе и при Казанском федеральном университете (КФУ) – полигон «Карбон-Поволжье». Создание карбоновых ферм на основе разработок, созданных в таких полигонах, может стать востребованным высокотехнологичным бизнесом. Приводится подробное описание карбонового полигона КФУ «Карбон-Поволжье» и запланированных задач.
 
Энергетический переход, декарбонизация, генерация водорода, захоронение СО2, секвестрация углерода биологическими системами, карбоновый полигон
 
  • Алферов А., Блинов В., Гитарский М., Грабар В., Замолодчиков Д., Зинченко А. и др. (2017). Мониторинг потоков парниковых газов в природных экосистемах. Саратов, 279 с. 
  • Загирова С., Михайлов О., Елсаков В. (2020). Потоки диоксида углерода, тепла и влаги между еловым насаждением и атмосферой на европейском северо-востоке Росии. Известия РАН. Серия Биологическая, 3, с. 325–336. 
  • Зинченко А., Парамонова Н., Решетников А. (2001). Оценка эмиссии метана в районе Санкт-Петербурга на основе данных измерений его концентрации в приземном слое атмосферы. Метеорология и гидрология, 5, с. 35–39. 
  • Зинченко А., Парамонова Н., Решетников А., Титов В. (2008). Оценка источников метана на основе измерений его концентрации в районе добычи газа на севере Западной Сибири. Метеорология и гидрология, 1, с. 51–64. 
  • Макарова А., Поберовский А., Яговкина С., Кароль И., Лагун В., Парамонова Н. и др. (2006). Исследование процессов формирования поля метана в атмосфере Северо-Западного региона Российской Федерации. Физика атмосферы и океана, 42(2), c. 237–249. 
  • Решетников А.И., Зинченко А.В., Яговкина С.В., Кароль И.Л., Лагун В.А., Парамонова Н.Н. (2009). Исследование эмиссии метана на севере Западной Сибири. Метеорология и Гидрология, 3, с. 53–64. 
  • Сафонов С., Карелин Д., Грабар В., Латышев Б., Грабовский Б., Уварова Н. и др. (2012). Эмиссия углерода от разложения валежа в южнотаежном ельнике. Лесоведение, 5, c.75–80. 
  • Юзбеков А., Замолодчиков Д., Иващенко А. (2014). Фотосинтез у ели европейской в лесных экосистемах экспериментального полигона ‘Лог Таежный’. Вестник Московского университета, 4, c. 32–35. 
  • Alekseychik P., Mammarella I., Karpov D., Dengel S., Terentieva I., Sabrekov A., Lapshina E. (2017). Net ecosystem exchange and energy fluxes measured with the eddy covariance technique in a western Siberian bog. Atmospheric Chemistry and Physics, 17(15), pp. 9333–9345. https://doi.org/10.5194/acp-17-9333-2017
  • Alvarez R., Alvarez C. R., Lorenzo G. (2001). Carbon dioxide fluxes following tillage from a mollisol in the Argentine Rolling Pampa. European Journal of Soil Biology, 37(3), pp. 161–166. https://doi.org/10.1016/S1164-5563(01)01085-8
  • Angers D.A., Bolinder M.A., Carter M.R., Gregorich E.G., Drury C.F., Liang B.C., et al. (1997). Impact of tillage practices on organic carbon and nitrogen storage in cool, humid soils of eastern Canada. Soil and Tillage Research, 41(3–4), pp. 191–201. https://doi.org/10.1016/S0167-1987(96)01100-2
  • Bernoux M., Cerri C. C., Volkoff B., Carvalho M. da C. S., Feller C., Cerri C. E. P., et al. (2005). Gases do efeito estufa e estoques de carbon nos solos: inventario do Brasil. Cadernos de Ciência & Tecnologia, 22(1), pp. 235–246. 
  • Cambardella C.A., Elliott E.T. (1992). Particulate Soil Organic-Matter Changes across a Grassland Cultivation Sequence. Soil Science Society of America Journal, 56(3), pp.777–783. https://doi.org/10.2136/sssaj1992.03615995005600030017x
  • Canedoli C., Ferrè C., Abu El Khair D., Comolli R., Liga C., Mazzucchelli F., et al. (2020). Evaluation of ecosystem services in a protected mountain area: Soil organic carbon stock and biodiversity in alpine forests and grasslands. Ecosystem Services, 44, 101135. https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2020.101135
  • Carpejani G., Assad A.S., Godoi L.R., Waters J., Andrade Guerra J.B.S.O. de (2020). The Anthropocene: Conceptual Analysis with Global Climate Change, Planetary Boundaries and Gaia 2.0. Climate Change Management, pp. 301–314. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57235-8_24
  • Chabbi A., Lehmann J., Ciais P., Loescher H.W., Cotrufo M.F., Don A., et al. (2017). Aligning agriculture and climate policy. Nature Climate Change, 7(5), pp. 307–309. https://doi.org/10.1038/nclimate3286
  • Chan K.Y., Van Zwieten L., Meszaros I., Downie A., Joseph S. (2008). Using poultry litter biochars as soil amendments. Soil Research, 46(5), p. 437. https://doi.org/10.1071/SR08036
  • Chen Y., Liu J., Lv P., Gao J., Wang M., and Wang Y. (2018). IL-6 is involved in malignancy and doxorubicin sensitivity of renal carcinoma cells. Cell Adhesion and Migration, 12(1), pp. 28–36. https://doi.org/10.1080/19336918.2017.1307482
  • Climate Analysis Indicators Tool-CAIT 2.0 | NDC Partnership https://ndcpartnership.org/toolbox/climate-analysis-indicators-tool—cait-20
  • Corbeels M., Cardinael R., Naudin K., Guibert H., Torquebiau E. (2019). The 4 per 1000 goal and soil carbon storage under agroforestry and conservation agriculture systems in sub-Saharan Africa. Soil and Tillage Research, 188, pp. 16–26. https://doi.org/10.1016/j.still.2018.02.015
  • Cotrufo M.F., Wallenstein M.D., Boot C.M., Denef K., Paul E. (2013). The Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization: do labile plant inputs form stable soil organic matter? Global Change Biology, 19(4), pp. 988–995. https://doi.org/10.1111/gcb.12113
  • Eze S., Palmer S.M., and Chapman P.J. (2018). Soil organic carbon stock in grasslands: Effects of inorganic fertilizers, liming and grazing in different climate settings. Journal of Environmental Management, 223, pp. 74–84. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.06.013
  • Holl D., Wille C., Sachs T., Schreiber P., Runkle B. R. K., Beckebanze L., et al. (2019). A long-term (2002 to 2017) record of closed-path and open-path eddy covariance CO2 net ecosystem exchange fluxes from the Siberian Arctic. Earth System Science Data, 11(1), pp. 221–240. https://doi.org/10.5194/essd-11-221-2019
  • Houghton J., Callander B., and Varney S. (1992). Climate change 1992: the supplementary report to the IPCC scientific assessment. 
  • Karelin D.V., Zamolodchikov D.G., Shilkin A.V., Popov S.Y., Kumanyaev A.S., de Gerenyu V.O.L., et al. (2020). The effect of tree mortality on CO2 fluxes in an old-growth spruce forest. Eur J Forest Res, 140, pp. 287–305. https://doi.org/10.1007/s10342-020-01330-3
  • Kleidon A. (2004). Beyond Gaia: Thermodynamics of Life and Earth System Functioning. Climatic Change, 66, pp. 271–319. https://doi.org/10.1023/B:CLIM.0000044616.34867.ec
  • Lal R. (2016). Beyond COP 21: Potential and challenges of the ‘4 per Thousand’ initiative. Journal of Soil and Water Conservation, 71(1), 20A–25A. https://doi.org/10.2489/jswc.71.1.20A
  • Lal R., Fausey N. R., and Eckert D. J. (2018). Land Use and Soil Management Effects on Emissions of Radiatively Active Gases from Two Soils in Ohio. Soil Management and Greenhouse Effect, pp. 41–60. 
  • Lehmann J. and Kleber M. (2015). The contentious nature of soil organic matter. Nature, 528, pp.60–68. https://doi.org/10.1038/nature16069
  • McNunn G., Karlen D.L., Salas W., Rice C.W., Mueller S., Muth D., et al. (2020). Climate smart agriculture opportunities for mitigating soil greenhouse gas emissions across the U.S. Corn-Belt. Journal of Cleaner Production, 268.
  • Noulèkoun F., Birhane E., Kassa H., Berhe A., Gebremichael Z. M., Adem N. M., et al. (2021). Grazing exclosures increase soil organic carbon stock at a rate greater than ‘4 per 1000’ per year across agricultural landscapes in Northern Ethiopia. Science of The Total Environment, 782, 146821. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146821
  • Ogle S. M., Alsaker C., Baldock J., Bernoux M., Breidt F.J., McConkey B., et al. (2019). Climate and Soil Characteristics Determine Where No-Till Management Can Store Carbon in Soils and Mitigate Greenhouse Gas Emissions. Scientific Reports, 9, pp. 1–8. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47861-7
  • Olson K.R., Ebelhar S.A., Lang J.M. (2010). Cover crop effects on crop yields and soil organic carbon content. Soil Science, 175(2), pp. 89–98. https://doi.org/10.1097/SS.0b013e3181cf7959
  • Parkin T.B., Kaspar T.C., Jaynes D.B., and Moorman T.B. (2016). Rye Cover Crop Effects on Direct and Indirect Nitrous Oxide Emissions. Soil Science Society of America Journal, 80(6), pp. 1551–1559. https://doi.org/10.2136/sssaj2016.04.0120
  • Poulton P., Johnston J., Macdonald A., White R., Powlson D. (2018). Major limitations to achieving ‘4 per 1000’ increases in soil organic carbon stock in temperate regions: Evidence from long-term experiments at Rothamsted Research, United Kingdom. Global Change Biology, 24(6), pp. 2563–2584. https://doi.org/10.1111/gcb.14066
  • Rasse D.P., Rumpel C., Dignac M.F. (2005). Is soil carbon mostly root carbon? Mechanisms for a specific stabilisation. Plant and Soil, 269(1–2), pp. 341–356. https://doi.org/10.1007/s11104-004-0907-y
  • Reicosky D.C. (2001). Selected papers from the 10th International Soil Conservation Organization Meeting held May 24–29.
  • Reicosky D.C., Archer D.W. (2007). Moldboard plow tillage depth and short-term carbon dioxide release. Soil and Tillage Research, 94(1), pp. 109–121. https://doi.org/10.1016/j.still.2006.07.004
  • Reth S., Reichstein M., Falge E. (2005). The effect of soil water content, soil temperature, soil pH-value and the root mass on soil CO2 efflux – A modified model. Plant and Soil, 268, pp. 21–33. https://doi.org/10.1007/s11104-005-0175-5
  • La Scala N., Bolonhezi D., Pereira G.T. (2006). Short-term soil CO2 emission after conventional and reduced tillage of a no-till sugar cane area in southern Brazil. Soil and Tillage Research, 91(1–2), pp. 244–248. https://doi.org/10.1016/j.still.2005.11.012
  • Shukla M.K., Lal R. (2005). Erosional effects on soil organic carbon stock in an on-farm study on Alfisols in west central Ohio. Soil and Tillage Research, 81(2), pp. 173–181. https://doi.org/10.1016/j.still.2004.09.006
  • Snyder C.S. (2017). Enhanced nitrogen fertiliser technologies support the ‘4R’ concept to optimise crop production and minimise environmental losses. Soil Research, 55(5–6), pp. 463–472. https://doi.org/10.1071/SR16335
  • Tei S., Morozumi T., Kotani A., Takano S., Sugimoto A., Miyazaki S., et al. (2021). Seasonal variations in carbon dioxide exchange fluxes at a taiga–tundra boundary ecosystem in Northeastern Siberia. Polar Science, 28, 100644. https://doi.org/10.1016/j.polar.2021.100644
  • Vakhin A.V., Aliev F.A., Mukhamatdinov I.I., Sitnov S.A., Sharifullin A.V., Kudryashov S.I., et al. (2020). Catalytic aquathermolysis of boca de jaruco heavy oil with nickel-based oil-soluble catalyst. Processes, 8(5). https://doi.org/10.3390/pr8050532
  • VandenBygaart A.J. (2018). Comments on soil carbon 4 per mille by Minasny et al. 2017. Geoderma, 309, pp. 113–114.
  • VandenBygaart A.J., Bremer E., McConkey B.G., Ellert B.H., Janzen H.H., Angers D.A., et al. (2011). Impact of Sampling Depth on Differences in Soil Carbon Stocks in Long-Term Agroecosystem Experiments. Soil Science Society of America Journal, 75(1), pp. 226–234. https://doi.org/10.2136/sssaj2010.0099
  • Varfolomeev M.A., Yuan C., Bolotov A.V., Minkhanov I.F., Mehrabi-Kalajahi S., Saifullin E.R., et al. (2021). Effect of copper stearate as catalysts on the performance of in-situ combustion process for heavy oil recovery and upgrading. Journal of Petroleum Science and Engineering, 207, 109125. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109125
  • de Vries W. (2018). Soil carbon 4 per mille: a good initiative but let’s manage not only the soil but also the expectations: Comment on Minasny et al. (2017). Geoderma, 292, pp. 59–86. Geoderma, 309, pp. 111–112.
  • Wang Z., Hoffmann T., Six J., Kaplan J.O., Govers G., Doetterl S., et al. (2017). Human-induced erosion has offset one-third of carbon emissions from land cover change. Nature Climate Change, 7, pp. 345–349. https://doi.org/10.1038/nclimate3263
  • Xie H., Tang Y., Yu M., Geoff Wang G. (2021). The effects of afforestation tree species mixing on soil organic carbon stock, nutrients accumulation, and understory vegetation diversity on reclaimed coastal lands in Eastern China. Global Ecology and Conservation, 26, e01478. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2021.e01478
  • Zinchenko A.V., Paramonova N.N., Privalov V.I., Reshetnikov A.I. (2002). Estimation of methane emissions in the St. Petersburg, Russia, region: An atmospheric nocturnal boundary layer budget approach. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 107(20), ACH 2-1-ACH 2-11. https://doi.org/10.1029/2001JD001369
  •  
Данис Карлович Нургалиев
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420111, Казань, ул. Чернышевского, д. 7
 
Светлана Юрьевна Селивановская
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420097, Казань, ул. Товарищеская, д. 5
 
Мария Владимировна Кожевникова
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420097, Казань, ул. Товарищеская, д. 5
 
Полина Юрьевна Галицкая
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия, 420097, Казань, ул. Товарищеская, д. 5
 

Для цитирования:

Нургалиев Д.К., Селивановская С.Ю., Кожевникова М.В., Галицкая П.Ю. (2021). Некоторые вызовы и возможности для России и регионов в плане глобального тренда декарбонизации. Георесурсы, 23(3), c. 8–16. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2021.3.2 

For citation:

Nurgaliev D.K., Selivanovskaya S.Yu., Kozhevnikova M.V., Galitskaya P.Yu. (2021). Some challenges and opportunities for Russia and regions in terms of the global decarbonization trend. Georesursy = Georesources, 23(3), pp. 8–16. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2021.3.2

© 2024 Коллектив авторов