Чтобы надежно стабилизировать климат, нужно 80 процентов углеродных выбросов компенсировать геологическим хранением, и только по 10 процентов — лесами и внесением биоугля в почвы. Тогда получится углеродный инвестиционный портфель (набор разных способов хранения углекислого газа, который компания или страна покупает для компенсации выбросов) с минимальным уровнем риска.
Впрочем, даже при такой небольшой диверсификации в сторону лесов важно тщательно защищать их от пожаров. В таком случае утечки углерода за 1000 лет хранения не превысят 10 процентов, и если закупить углеродные единицы с таким запасом, то можно рассчитывать на длительную стабилизацию потепления. Такие выводы содержит статья, опубликованная в журнале Joule.
Быстрое потепление, которое происходит в мире после начала индустриальной эпохи, связано с антропогенными выбросами парниковых газов. Чтобы частично ослабить потепление или хотя бы замедлить его темп, нужно уменьшить концентрацию углекислого газа в воздухе. Это можно сделать двумя путями — снижением антропогенных выбросов и их компенсацией, то есть долгосрочным хранением углерода, которое позволит вывести его из биологического круговорота и не допустить его попадания в атмосферу. Такие компенсации оформляют в виде углеродных единиц (офсетов), и затем компании или государства могут приобрести эти единицы на профильных биржах — например, в системах California ETS и EU ETS или в Российском реестре углеродных единиц. Из углеродных единиц можно составить полноценный климатический инвестиционный портфель — то есть по сути вложиться в смягчение последствий изменения климата.
Наиболее распространенный способ компенсаций, которые обеспечивают выпуск углеродных единиц — высаживание, восстановление и сохранение лесов. Паралелльно с лесным хозяйством все более популярными становятся также производство биоугля и геологическое хранение углерода. Выбор любого способа компенсаций выбросов сопровождается сложностями: леса подвергаются пожарам и незаконным рубкам, внесение в почвы биоугля медленно масштабируется и в условиях тропиков и субтропиков он быстро разлагается, а геологическое хранение углерода остается пока очень дорогим.
Ученые под руководством Конора Хики (Conor Hickey) из Кембриджского университета разработали систему оценки и учета рисков в углеродных инвестициях. Риски в случае долгосрочного хранения углерода — это утечки, которые снижают эффективность компенсаций выбросов. Авторы закрепили порог устойчивости для таких утечек, который составил пять процентов углерода за 1000 лет хранения. Если утечки ниже этого порога, то выбранный способ хранения предлагается считать надежным — он надолго выводит углерод из круговорота и изолирует его от климатической системы.
Исследователи воспроизвели три варианта углеродных инвестиционных портфелей: преимущественно лесной (80 процентов углерода хранится в лесах, по 10 процентов — в биоугле и геологически), сбалансированный (углерод распределен поровну между тремя способами его хранения) и преимущественно геологический (80 процентов углерода хранится геологически, по 10 процентов — в лесах и биоугле). Каждый вариант портфеля проверяли при разных уровнях риска. Например, авторы учитывали хранение углерода в разных типа леса — как по природным характеристикам (тропический, субтропический, умеренный и бореальный), так и по управлению (разная степень вмешательства в пожары — от нулевого до полного их тушения). Также портфели тестировались при различных сценариях потепления климата — от 1,4 до 2,7 градуса Цельсия к 2100 году. Данные о лесах были взяты из программы LandFire, а климат прогнозировался с помощью модели FaIR (Finite Amplitude Impulse Response).
Оказалось, что портфель с преимущественно лесным депонированием углерода не сможет обеспечить утечки на пороге пяти процентов даже в гипотетическом случае никогда не горящих лесов. Чтобы такие углеродные инвестиции обеспечили долгосрочное снижение температуры воздуха, нужны дополнительные затраты на поддержание лесов, которые выходят за рамки покупки обычных углеродных единиц в портфель — например, совершенные землепользование и пожарная охрана, а также дорогостоящий мониторинг. При этом в случае защиты лесов от пожаров лесной портфель оказался выгоднее, чем сбалансированный: в случае равномерного распределения единиц между лесом, биоуглем и геологическим хранением пятипроцентные утечки в принципе невозможны — они составят 20-30 процентов даже в том случае, когда биоуголь будут вносить только в северные почвы с низкими температурами, где он медленнее разлагается.
Наиболее перспективным оказался портфель с преимущественно геологическим хранением углерода, но и в нем за счет диверсификации хранения на биоуголь и леса утечки будут превышать пять процентов. Согласно расчетам, в случае слабого восстановления лесов после пожаров для нейтрализации рисков среднего уровня в лесной портфель нужно докупить 84 процента углеродных единиц, в сбалансированный — 69 процентов, а в геологический — 10 процентов. В случае самых низких рисков (то есть при эффективном управлении лесами) придется докупить 30, 45 и шесть процентов соответственно. Авторы отметили, что в современные углеродные портфели заложены риски, которые занижены относительно их оценки в десятки раз. Причиной этого они назвали слишком короткий горизонт планирования: сейчас риски просчитывают на 20-100 лет, тогда как даже в случае лесов проблемы обычно начинаются позже. В случае с тропическим лесом, подверженным частым пожарам, лишь примерно через 100 лет восстановление начинает не поспевать за потерями, а уже через 200 лет весь накопленный углерод может перейти обратно в атмосферу.
Хотя результаты исследования указали на высокую эффективность геологического хранения углерода, в науке нередко встречаются и более скептические оценки этого метода. Недавно ученые сообщили, что даже если использовать все подходящие пласты горных пород суши и морей для закачки в них CO2, то таким способом получится избавиться не более чем от 1460 гигатонн углекислого газа атмосферы, что в разы ниже предыдущих оценок.