Глобальный потенциал BECCS в значительной степени ограничен устойчивым орошением

Новое совместное исследование под руководством ученых из Национального института исследований окружающей среды (Япония), Потсдамского института изучения климатических изменений, Университета Рицумэйкан и Киотского университета показало, что хотя неограниченное орошение могло бы увеличить глобальный потенциал BECCS (за счет роста производства биоэнергии) на 60–71% к концу века, устойчивое орошение увеличивает его лишь на 5–6%. Исследование опубликовано в Nature Sustainability 5 июля.

Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS) — это процесс получения биоэнергии из биомассы с последующим захватом и хранением углерода в геологических резервуарах. Это технология отрицательных выбросов, поскольку биомасса производится растениями в процессе фотосинтеза, поглощающего CO₂ из атмосферы. Для достижения климатической цели в 2°C или 1,5°C во многих предыдущих исследованиях предполагалось широкомасштабное развертывание BECCS. Однако это вызывает растущую озабоченность в связи с нагрузкой на водные и земельные ресурсы для выращивания биоэнергетических культур. Существующие исследования показывают, что орошение, необходимое для значительного производства таких культур, сопоставимого с требованиями цели в 1,5–2°C, может привести к серьезному водному стрессу, даже более сильному, чем само изменение климата.

В этом контексте оставалось неизвестным, где и в какой степени орошение может повысить глобальный потенциал BECCS при устойчивом использовании воды. «Мы определяем это как водопользование, обеспечивающее локальную и ниже по течению доступность воды для обычных нужд и требований к экологическому стоку, ограничивающее забор невозобновляемых водных ресурсов и предотвращающее дополнительный водный стресс», — поясняет ведущий автор Чжипин Ай.

Исследование основано на моделировании с пространственно явным представлением плантаций биоэнергетических культур и круговорота воды. Чтобы количественно определить ограничения водных ресурсов для орошения, ученые смоделировали различные сценарии (неограниченное, устойчивое и отсутствие орошения) с посадками биоэнергетических культур на землях с соблюдением строгих мер защиты для предотвращения негативных последствий для биоразнообразия, производства продуктов питания, деградации и опустынивания земель.

Исследование показало, что в условиях богарного земледелия средний глобальный потенциал BECCS к 2090 году составит 0,82–1,99 Гт C в год. При полном орошении потенциал достигает 1,32–3,42 Гт C в год (увеличение на 60% и 71% по сравнению с богарным земледелием), тогда как при устойчивом орошении потенциал составляет лишь 0,88–2,09 Гт C в год (увеличение всего на 5–6%). Этот результат близок к нижнему пределу в 1,6–4,1 Гт C в год — количеству BECCS, необходимому к 2100 году для соответствия цели в 1,5°C или 2°C, согласно Специальному докладу МГЭИК о глобальном потеплении на 1,5°C.

Учитывая множество негативных экологических последствий крупномасштабного внедрения BECCS, исследователи подчеркивают необходимость комплексных оценок его потенциала, учитывающих как возможные преимущества, так и побочные эффекты, для одновременного достижения целей устойчивого развития в области климата, воды и земли. «Кроме того, учитывая относительно низкий биологически ограниченный потенциал BECCS в сценариях устойчивого использования воды и земли, необходим критический пересмотр его вклада в достижение цели Парижского соглашения», — отмечает соавтор Вера Хек.