ИСТИНА

Современное усиление глобальных изменений климата, сопровождаемое очевидными негативными последствиями, способствует расширению внимания научной общественности к оценке эмиссий и стоков парниковых газов (ПГ), формируемых при различных видах антропогенной деятельности. Эмиссии и стоки в таких сферах деятельности, как тепловая энергетика, промышленность, коммунальное хозяйство, транспорт давно учитываются в национальных кадастрах ПГ. Сведения национальных кадастров ПГ используются для учета выполнения обязательств стран по Рамочной конвенции ООН об изменении климата и другим климатическим соглашениям. В последние годы появился ряд научных работ, в которых гидроэнергетические водохранилища рассматриваются как значимые источники ПГ (в первую очередь метана) для атмосферы. Цель настоящей работы состояла в разработке методики инвентаризации стоков и эмиссий ПГ с последующим применением этой методики к гидроэнергетическим водохранилищам России. Основой для формирования расчетных процедур для эмиссий метана и углекислого газа послужили наработки Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), для оценки поглощения углекислого газа разработаны оригинальные процедуры. Процессы обмена ПГ в водохранилищах можно подразделить на три группы. Первая группа связана с формированием эмиссий метана, включая метанообразование при разложении органического вещества в донных отложениях, диффузионный и пузырьковый транспорт метана по водной толще к поверхности водохранилища, потребление метана микроорганизмами при достаточном уровне кислорода в водной толще. В недавно созданных водохранилищах важны процессы, связанные с разложением затопленного органического вещества наземного происхождения, включающего гумус почвы, мертвую древесину и прочие виды растительных остатков. Третья группа процессов определяется продукцией органического вещества растениями водохранилищ с последующей консервацией некоторой части этого вещества в донных отложениях. Расчет эмиссий метана ведется по площадям водохранилищ на основе типовых коэффициентов, рассчитанных для климатических зон. При оценке коэффициентов использованы натурные данные по измерениям эмиссий, приведенные в публикациях Лимнологического института СО РАН, Института биологии внутренних вод РАН, Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, географического ф-та МГУ имени М.В. Ломоносова, института наук о Земле Южного федерального университета. Расчет эмиссии углекислого газа от разложения затопленной органики проводится только для водохранилищ, затопленных 20 и менее лет назад. При этом учитываются запас углерода в затопленной почве и доля его годичного разложения, зависящая от климатических условий. Поглощение углерода донными осадками оценивает по доле от валовой первичной продукции фитопланктона, которая, в свою очередь, определяется по категории трофности водохранилища. Представленная методика оценки эмиссий и поглощения ПГ в водохранилищах, а также формирование базы данных по гидроэнергетическим водохранилищам России дало возможность провести национальную оценку. Суммарная для России эмиссия метана эмиссия составила 142.68 тыс. тонн в год, эмиссия СО2 от разложения затопленного органического вещества 312.78 тыс. т С в год, поглощения CO2 донными отложениями 1420.08 тыс. т С в год. Эмиссии метана эквиваленты выделению 3.57 Мт CO2-экв. в год, эмиссии от разложения затопленного органического вещества почв составляют 1.15 Мт CO2-экв. в год. Консервация углерода донными отложениями исчисляется 5.21 Мт CO2-экв. в год и полностью компенсирует эмиссии метана и углекислого газа водохранилищами. В итоге водохранилища России в пересчете на CO2-эквивалент представляют собой небольшой сток углерода (0.50 Мт CO2-экв.). Полученные оценки свидетельствуют, что даже без учета поглощения эмиссии ПГ в водохранилищах России невелики в сравнении с объемом энергии, вырабатываемой на гидроэлектростанциях России. Поглощение углерода донными осадками полностью компенсирует эмиссии метана, выраженные в CO2-эквиваленте. Этот вывод опровергает утверждения некоторых научных источников о значимости эмиссий ПГ из водохранилищ и необходимости переоценки атмосферного эффекта гидроэнергетики. Такие утверждения могут быть справедливы в отношении гидроэнергетики тропических регионов, однако они не вполне уместны по отношению к областям бореального и холодного умеренного климата. В холодных условиях процессы разложения органического вещества замедлены, а вода содержит больше растворенного кислорода, следовательно, имеется меньше возможностей для формирования анаэробных условий. Все это приводит к тому, что эмиссии метана из российских водохранилищ в расчете на единицу площади намного меньше, чем в тропических регионах. Другой фактор, определяющий незначительность эмиссий углекислого газа от разложения затопленных почв и растительности, связан со временем строительства водохранилищ. В России лишь 5% от площади водохранилищ были заполнены 20 и менее лет назад, а доминируют по площади водохранилища строительства 1930-1940-х годов. Вполне очевидно, что пики разложения затопленного органического вещества в большинстве водохранилищ России уже миновали, потому этот эмиссионный поток сравнительно невелик.