В рамках III Южно-Сахалинского форума «Образование – энергия будущего» состоялась конференция на тему «Углеродный след». Для понимания этой проблемы требуется знание физики, а интерес к этому предмету, как с сожалением констатировали участники дискуссии, у современных школьников падает.

Но, как выяснилось, не у всех. Среди выступавших на конференции были не только авторитетные эксперты, но и ученики школ Южно-Сахалинска, которые подготовили глубокие аналитические доклады.

«Сложные проблемы требуют свежих решений»

«У нас в университете есть интересные направления, связанные с биотехнологией, экологией, новой энергетикой, нефтегазовым сектором. Все это требует хорошей базовой подготовки в области точных наук – физики, математики, химии. Но у нас почему-то возникла фобия в отношении физических наук. Наверное, пугает язык формул, за которыми мы не видим повседневных явлений окружающего мира», – отметила в своем выступлении врио ректора Сахалинского государственного университета (СахГУ) Мария Ганченкова.

По ее мнению, «изучение физики – это изучение мира, проникновение в суть вещей, которое приводит к пониманию того, почему происходит тот или иной процесс», и теперь главный вопрос заключается в том, как нам изменить образование, чтобы оно стало привлекательным.

«Сложные проблемы требуют свежих решений. Надо включать свежее мышление подростков в решение сложных проблем. И чем сложнее проблема, тем активнее должно быть массовое вовлечение подростков», – убежден научный̆ руководитель Института проблем образовательной̆ политики «Эврика» Александр Адамский.

Одной из таких проблем, без сомнения, является углеродный след.

Чем опасен парниковый эффект?

Как пояснил профессор, заведующий кафедрой общей и экспериментальной физики факультета физики и информационных технологий МПГУ Григорий Гольцман, углеродный след основан на таком физическом явлении, как «парниковый эффект», который наблюдается только на планете Земля. Он образуется не только из водных испарений, но также из вредных выбросов, которые увеличивают количество углекислого газа в атмосфере.

Источников, загрязняющих воздух, много, в их числе – энергетика и сельское хозяйство, промышленность, транспорт, сельское хозяйство, так как из-за использования удобрений образуется закись азота и выбросы в атмосферу углекислого газа. Все эти источники и составляют парниковый эффект, который не даёт возможности тепловому излучению Земли уходить в космос, способствуя ее нагреванию и в итоге – глобальному потеплению. Чем больше парниковый эффект, тем выше уровень углеродного следа.

В пятерку стран, сильнее всех загрязняющих атмосферу, входят Китай, США, Евросоюз, Индия и Россия.

Средний углеродный след каждого жителя Земли составляет 4 тонны углекислого газа эквивалентно в год, и это очень тревожная цифра.

Если проанализировать, как менялась температура за последние 1000 лет (а это реально сделать, изучив срезы деревьев и лёд в Антарктиде), то окажется, что она была более или менее постоянной вплоть до середины прошлого века, но, начиная с 1959 года, стала планомерно подниматься.

Как уже ранее рассказал Григорий Гольцман, источников загрязнения атмосферы много – от промышленности и транспорта до сельского хозяйства, а могут ли леса спасти мир от недостатка кислорода?

На этот вопрос нет однозначного ответа. Лес и поглощает СО2, и выделяет его – последние случаи связаны с лесными пожарами, которые возникают без участия человека на болотистых участках тундры или на участках вечной мерзлоты.

Поэтому требуются специальные научные исследования для ответа на вопрос о том, действительно ли леса очищают атмосферу и способствуют уменьшению углеродного следа.

Что касается человеческой деятельности, то, по убеждению Гольцмана, следует переходить на водородную энергетику как на более экологически чистую.

Солнце, ветер плюс газификация всех отраслей

Переход к водородной энергетике и научные исследования лесов – важные компоненты комплексной климатической программы, реализуемой в Сахалинской области.

Об этом рассказал в своем выступлении заместитель председателя правительства Сахалинской области Вячеслав Аленьков.

Он напомнил о Парижском соглашении по климату, которое подписали около 200 стран, в том числе и Россия. Цель документа – не допустить роста температуры на Земле, то есть добиться углеродной нейтральности, когда количество выбросов, происходящих в стране, максимально или полностью компенсируется за счет их поглощения экосистемами. Большинство государств, включая Россию, планирует решить эту задачу к 2050–2060-му году.

Руководство Сахалинской области после проведенных расчетов взяло на себя обязательства достичь углеродной нейтральности в 2025 году.

Вячеслав Аленьков привел весомые аргументы, обосновывающие такие смелые планы.

«Несмотря на то что у нас развитая промышленность, включая топливно-энергетический комплекс как ключевой, у нас много лесов, и в этом плане возникает баланс, который позволяет нам двинуться в сторону такого эксперимента. С 1 сентября 2022 года вступил в силу Федеральный закон о проведении климатического эксперимента на территории Сахалинской области и Курил. После апробации все эти практики могут применяться в других регионах нашей страны», – подчеркнул Вячеслав Аленьков.

Главная задача, которая будет решаться в рамках климатической программы – квотирование (ограничение) выбросов с предприятий за счет применения новых технологий.

Первый шаг на этом пути – газификация. По словам Вячеслава Аленькова, «газ в ближайшее десятилетие – ключевой энергоресурс, который не очень много производит выбросов по сравнению с дизелем или бензином». До 2025 года планируется провести стопроцентную газификацию региона, включая жилые дома, котельные, транспорт.

По предварительным расчетам, это сократит загрязнения на 429 тысяч тонн СО2.

Транспорт – один из серьёзных факторов, загрязняющих среду, поэтому поставлена цель максимально перейти на газомоторное топливо и электричество. Уже в этом году планируется построить 500 заправок, что простимулирует жителей края покупать электрический транспорт.

Следующее направление – создание возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце. На острове Итуруп (Курилы) уже построена солнечная станция, которая доказала свою эффективность.

По словам Аленькова, есть большое количество проектов по созданию ветропарков и перехода на снабжение промышленности с помощью ветровой энергии.

Вообще возобновляемых источников энергии на территории Сахалинской области меньше 1%, поэтому стоит задача довести этот показатель минимум до 15%, и для ее решения уже есть конкретные инвесторы и диссертационные проекты.

Энергосбережение, волшебная сила природы плюс водородный кластер

Наконец, важным компонентом климатической программы является энергосбережение.

«Мы сейчас провели инвентаризацию всех наших зданий, сооружений, подведомственных организаций на предмет существующих энергопотерь. Благодаря снижению затрат на энергию мы получаем экономическую эффективность и сокращаем выбросы парниковых газов в окружающую среду», – пояснил Вячеслав Аленьков.

В качестве реального примера он привел компанию «Сахалин энерджи», которая, работая на мировом рынке, давно следует культуре энергосбережения, энергоэффективности, снижения энергетических следов.

Восточная угольная компания тоже перестраивает свою работу, организуя доставку угля по закрытому электрическому конвейеру, что способствует улучшению экологии.

По мнению Аленькова, лесные массивы обладают огромным потенциалом по поглощению углекислого газа. Доказать это призван мониторинг, организованный Сахалинским государственным университетом, на базе которого запущен карбоновый полигон.

Кроме того, перед учеными региона стоит задача определить, какие деревья больше поглощают углекислый газ, чтобы потом целенаправленно высаживать именно эти породы.

Один из самых амбициозных экологических проектов на Сахалине – создание водородного кластера и строительство большого завода по производству водорода при участии корпорации «Росатом» и компании «Газпром нефть». В ближайших планах – использование водородного топлива для ракет, начиная с 2027 года.

У этого проекта есть и экспортная составляющая, поскольку водород будет востребован на ближайших к Сахалину рынках сбыта – в Китае, Японии и Южной Корее.

Здесь будет город-сад?

Вообще амбициозных планов на Сахалине много, один из них – строительство экологического города – Экополиса (это микрорайон города Корсаково).

«Мы хотим построить город, который соответствует всем экологическим и климатическим принципам, где отрабатываются все необходимые технологии при его проектировании, строительстве и, самое главное, в жизни. На самом деле это не пустые слова. В прошлом году была утверждена концепция, разработан архитектурный план, и мы планируем, что со следующего года начнут строиться первые участки», – прокомментировал смелое начинание Вячеслав Аленьков и призвал молодежь включаться в этот процесс, совместно с учеными решая конкретные инженерные и научные задачи.

Наука: интересно, перспективно и выгодно

К этому призыву присоединился и директор Сахалинского климатического центра Евгений Гетц, рассказав о том, что сегодня заниматься научными исследованиями на Сахалине не только интересно и перспективно, но и выгодно, поскольку средняя зарплата научных работников здесь составляет 154 тысяч рублей, что значительно выше средней зарплаты по региону (104 тысячи рублей).

«Рынок климатического регулирования составляет 250 миллиардов долларов США и охватывает порядка 70% мирового ВВП. Это больше, чем рынок космических связей и услуг, где работает самый богатый человек на Земле – Илон Маск. Мир в целом сократил на 36% выбросы парниковых газов, начиная с 2005 года. А это значит, что вложения в эту отрасль будут продолжаться, потому что она доказала свою эффективность. Тренд климатической повестки – это ваше реальное будущее через 4–5 лет, чтобы стать супервостребованным специалистом либо в науке, либо в консалтинге и зарабатывать не хуже, чем программисты», – отметил Евгений Гетц, посоветовав ребятам сдавать ЕГЭ по биологии и химии вместо информатики.

Очень хочется надеяться, что этот призыв повлияет на выбор тех старшеклассников, которые успешно выступили на конференции со своими докладами.

Например, ученица лицея № 1 г. Южно-Сахалинска Елизавета Коваленко рассказала о том, каким способом можно уменьшить количество выбросов в атмосферу от производств, а ученик того же лицея Дмитрий Рудницкий – о перспективах развития нефтегазовой промышленности Сахалинской области в условиях декарбонизации энергетики.

Ученица лицея № 2 Арина Шередекина проанализировала экологическую эффективность использования альтернативного топлива в автотранспорте на примере Южно-Сахалинска.

В результате своего исследования она пришла к выводу о том, что главные загрязнители воздуха в ее родном городе – автомобили, количество которых увеличивается с каждым годом.

Ее расчеты показали превышение предельно допустимой концентрации некоторых вредных веществ на главных улицах города в 5–6 раз, что опасно для здоровья.

Решение проблемы она видит в переводе автотранспорта на более экологичный газ, поскольку в Сахалинской области этот природный ресурс добывается в больших объемах, принята программа по газификации автомобилей до 2024 года, и это намного дешевле, чем закупка гибридного или электротранспорта, а все затраты будут полностью возмещаться автовладельцам.

За год, по прогнозам Арины, можно перевести на газ около 1500 машин. Кроме того, ежегодно планируется закупать 60 автобусов, которые тоже будут работать на газе.

Однако, как считает школьница, с переводом автомобилей на газ кардинального улучшения экологической ситуации не произойдет, поэтому надо принимать комплексные меры: технологические, архитектурные (строительство экологических городов, перевод вредных производств за пределы города), организационные (равномерное распределение транспортного потока на главных улицах), социальные (популяризация альтернативных источников энергии).

Собственно, это то, что сейчас и делается на Сахалине в рамках региональной климатической программы.

Чистая планета – выбор каждого человека

В конце конференции развернулась дискуссия, в ходе которой ребята задавали свои вопросы экспертам. Один из вопросов заключался в том, стоит ли интересоваться простому человеку проблемой уменьшения углеродного следа или оставить решение этой задачи на усмотрение государства, чтобы оно само предпринимало необходимые меры?

Очень хорошо на этот вопрос ответил Григорий Гольцман.

Он отметил, что проблема углеродного следа носит глобальный характер, над ней работают миллионы людей по всему миру, но каждый может внести в ее решение свой посильный вклад – например, создать стартап, из которого впоследствии может вырасти область промышленности, большая экономика.

Свою лепту в этот глобальный проект вносят и студенты МПГУ, которые изготавливают оптические датчики, позволяющие быстро, качественно и недорого фиксировать утечку водорода.

На завершающей сессии форума было принято решение развить идею конференции «Углеродный след» и объявить на следующий год конкурс исследовательских работ школьников по этой теме. А победителей пригласить на следующий форум, который состоится 8–9 сентября 2023 года здесь же, в Южно-Сахалинске.