Выращивание ключевой культуры для биометана на торфяниках приводит к выбросам CO₂ в три раза больше, чем при использовании природного газа

Выращивание таких культур, как кукуруза, для производства биометана как более экологичной альтернативы ископаемому топливу быстро расширяется для достижения целей по нулевым выбросам. Однако, согласно исследованию Центра экологии и гидрологии Великобритании (UKCEH), часть этого расширения происходит на осушенных торфяниках и приводит к выбросам углекислого газа, в три раза превышающим объём сэкономленного при отказе от природного газа.

Исследователи также подсчитали, что площадь торфяников в Великобритании, используемых для выращивания кукурузы с последующей переработкой в анаэробном биореакторе для получения биометана, с 2015 года утроилась. При этом выбросы от осушения этих богатых углеродом водно-болотных угодий для сельскохозяйственного использования широко игнорировались.

Анализ сосредоточен на кукурузе и Великобритании, но авторы указывают, что любое возделывание культур на глубоко осушенных торфяниках приведёт к значительным выбросам парниковых газов. Эти важные выводы подчёркивают необходимость учитывать потери углерода из почв при выращивании любых биоэнергетических культур на осушенных торфяниках по всему миру для принятия более обоснованных решений в области зелёной энергетики.

«Биометан — важный источник возобновляемой энергии, но в регионах, где его производство на осушенных торфяниках приводит к более высоким выбросам CO₂, чем от заменяемого им ископаемого топлива, такая стратегия выглядит неразумной», — заявил руководитель исследования, профессор UKCEH Крис Эванс. Работа опубликована в журнале Nature Climate Change.

Осушение наших хранилищ углерода

Хотя сжигание любого газа для производства энергии приводит к выбросам парниковых газов, принцип производства биометана заключается в том, что высвобождаемый при сгорании углерод был недавно извлечен из атмосферы в процессе фотосинтеза и не добавляет в неё дополнительный CO₂.

Однако с осушенных торфяников выбрасывается значительно больше углерода, чем экономится за счёт отказа от природного газа. Это происходит потому, что осушение этих угодий для выращивания сельскохозяйственных культур высвобождает углерод, который был заперт в почвах на протяжении сотен лет. Высвобожденный углерод вступает в контакт с атмосферным кислородом, образуя CO₂ и создавая значительные дополнительные объёмы парниковых газов.

В то время как сжигание каждого кубического метра природного газа эквивалентно выбросу 2 кг CO₂, полевые измерения потоков UKCEH показывают, что потери почвенного углерода при выращивании кукурузы для производства биогаза на осушенных торфяниках приводят к выбросам до 6 кг CO₂ на каждый кубический метр произведённого биометана. Эта цифра не включает дополнительные выбросы от применения удобрений, уборки и транспортировки урожая или самого процесса производства биометана.

Значительный рост производства

Исследование оценивает, что площадь осушенных торфяных почв Великобритании под всеми посевами кукурузы увеличилась примерно с 6000 га в 2015 году до более 11000 га в 2021 году. При этом доля урожая, выращиваемого для биоэнергетики (а не для пищевых целей), выросла с 20% до 34%, что в целом представляет собой трёхкратный рост.

Авторы подчёркивают, что их выводы не означают, что все формы производства биоэнергии на осушенных торфяных почвах приведут к увеличению выбросов. Например, выращивание специальных энергетических культур на сельскохозяйственных торфяниках с поддержанием более высокого уровня воды — палюдикультура — является потенциально перспективным методом смягчения изменения климата.

Профессор Эванс отмечает, что по сравнению с полным выводом земель из пищевого производства для получения биометана, менее вредным является использование кукурузы в качестве «промежуточной культуры» в севообороте для снижения риска сорняков, вредителей и болезней. Это имело бы коммерческую ценность и помогло бы компенсировать часть выбросов CO₂, связанных с производством пищи на торфе. Выращивание кукурузы на минеральных почвах оказывает меньшее влияние на долгосрочный баланс почвенного углерода, и общий процесс в этих не-торфяных районах может быть более эффективным для сокращения выбросов.

Производство биометана в Великобритании с 2000 года увеличилось в четыре раза, что во многом обусловлено государственной финансовой поддержкой производства биогаза для декарбонизации энергетического сектора, включая Схему поддержки зелёного газа и, ранее, Программу поощрения использования возобновляемых источников тепла.

«Переход к нулевым выбросам не будет полностью гладким. Наряду с успехами будут неудачи и непредвиденные последствия. Наша роль как учёных — поддерживать правительство, землепользователей и отрасль, предоставляя им самые современные знания о последствиях их действий, чтобы они могли принимать обоснованные решения относительно производства энергетических культур и землепользования. Речь идёт о совместной работе для обеспечения устойчивого будущего», — заключает соавтор исследования, доктор Ребекка Роу из UKCEH.