Перевірка фактів: Чи є сонячна енергія “загрозою” для сільськогосподарських угідь Великобританії. Сонячний генератор з блакитним вуглецем

Важливість “блакитного вуглецю” у пом’якшенні наслідків зміни клімату та забруднення пластиком/мікропластиком, а також у просуванні циркулярної економіки

Блакитний вуглець зробив значний внесок в адаптацію до зміни клімату та пом’якшення її наслідків, одночасно допомагаючи досягти супутніх вигод, таких як розвиток аквакультури та відновлення прибережних територій, що отримало міжнародне визнання. Пом’якшення наслідків зміни клімату та супутні вигоди від екосистем блакитного вуглецю висвітлені в нещодавній Спеціальній доповіді Міжурядової групи експертів зі зміни клімату “Океан і кріосфера в умовах зміни клімату”. Різноманітна природа сонячної енергетики призвела до безпрецедентної співпраці між різними дисциплінами, коли природоохоронці, науковці та політики працюють разом для досягнення спільних цілей, таких як пом’якшення наслідків зміни клімату та адаптація до них, які потребують належного політичного регулювання, фінансування та багатовекторних і багатовимірних стратегій для їх вирішення. У цьому дослідженні критично представлено огляд середовищ існування блакитного вуглецю, таких як морська трава, мангрові ліси та солончаки, критичну роль екосистем блакитного вуглецю у пом’якшенні пластикового/мікропластикового забруднення, а також використання вищезгаданих ресурсів блакитного вуглецю для виробництва біопалива. Він також висвітлює занепокоєння щодо середовищ існування блакитного вуглецю. Виявлення та вирішення цих проблем може допомогти зберегти і посилити здатність океану зберігати вуглець, боротися зі зміною клімату і пом’якшити забруднення пластиком/мікропластиком. Невід’ємною частиною цього дослідження є перевірка їхньої ролі у поглинанні вуглецю та того, як вони діють як головні поглиначі вуглецю у світі. У світлі глобальних рамок для блакитного вуглецю та включення мікроводоростей до блакитного вуглецю, екосистеми блакитного вуглецю повинні бути захищені та відновлені як частина зусиль зі збереження запасів вуглецю та пом’якшення забруднення пластиком/мікропластиком. У порівнянні з екосистемними послугами, що надаються наземними екосистемами, екосистемні послуги, що надаються прибережними екосистемами, такі як поглинання вуглецю, виробництво біопалива та усунення забруднення, серед іншого, є величезними. Основна мета цього дослідження. привернути увагу до широкого спектру корисних ефектів, які можна простежити в екосистемах, що знаходяться в прибережному середовищі.

Вступ

Блакитний вуглець був створений як метафора, щоб підкреслити, що, крім наземних екосистем, прибережні екосистеми також роблять значний внесок у поглинання вуглецю [1]. Крім того, що екосистеми з блакитним вуглецем визнані корисними поглиначами вуглецю, вони надають різні інші послуги, включаючи притулок для різних перелітних птахів, риб і крабів [2,3]. Це також життєво важливо для мінімізації чистих викидів вуглецю. Але різні докази, включаючи дані дистанційного зондування та інші дослідження щодо землекористування земельного покриву (LULC), показують різке скорочення мангрових екосистем у різних умовах прибережних районів. У 2003 році в першому глобальному бюджеті зберігання вуглецю було підкреслено планетарне значення мангрових заростей та солончаків як поглиначів вуглецю. У 2005 році було виявлено, що п’ятдесят відсотків усього поглинутого морського вуглецю надходить з морських трав, мангрових заростей та приливних боліт [2]. Загрози від природної та людської діяльності спричиняють руйнування цих продуктивних екосистем, тим самим зменшуючи їхню здатність поглинати та зберігати вуглець [4]. Підвищення рівня моря, природні та антропогенні катастрофи, а також широкомасштабна забудова прибережних територій спричиняють швидку зміну “блакитного вуглецю” ландшафтів [5]. Льодовикові та міжльодовикові епохи Голоцену спричинили коливання середнього рівня моря до 120 м [6]. Тому необхідні термінові дослідження на міжнародному та національному рівнях для збереження та відновлення екосистем блакитного вуглецю та боротьби зі зміною клімату [2].

Критична роль “блакитного вуглецю” у боротьбі зі зміною клімату стає все більш зрозумілою в останні роки. На сьогоднішній день ініціативи допомогли досягти супутніх вигод, таких як аквакультура та збереження прибережних територій, набувши таким чином міжнародного визнання. Окрім наукової спільноти, блакитний вуглець привернув увагу різних груп зацікавлених сторін, включаючи урядові та неурядові органи, відповідальні за захист морського середовища та пом’якшення наслідків зміни клімату [7]. Дійсно, блакитний вуглець не тільки відіграє важливу роль у пом’якшенні наслідків зміни клімату, але також може бути використаний як потенційне джерело біомаси для виробництва біопалива. Як показано на Рисунку 1, блакитний вуглець може відігравати роль критично важливого проміжного продукту в кругообігу CO2.

Дослідження, пов’язані з блакитним вуглецем, отримали поштовх після публікації звіту ЮНЕП “Блакитний вуглець: Оцінка швидкого реагування” у 2009 році, який зосередився на важливості морських та прибережних територій [1]. Незабаром після доповіді у 2010 році була створена ініціатива “Блакитний вуглець”. Наука про блакитний вуглець швидко розвивається, прискорюючись завдяки масштабованим та відтворюваним спостереженням, але ще не досягла своєї зрілості. Таким чином, для отримання максимальної вигоди від цих екосистем блакитного вуглецю повинні існувати належні політичні правила та варіанти фінансування, що показує, що для захисту та збереження таких екосистем повинні існувати багатовекторні та багатовимірні стратегії. У цій статті розглядається роль синього вуглецю в екосистемах, у зменшенні забруднення пластиком/мікропластиком, а також використання синього вуглецю для виробництва біопалива. Дійсно, дискусія про “блакитний вуглець” має пройти довгий шлях, але потребує гармонійної співпраці різних зацікавлених сторін, щоб побудувати позитивне майбутнє і допомогти зменшити викиди вуглецю, серед багатьох інших переваг. Цей огляд розширює розмову про важливість блакитного вуглецю в зусиллях щодо пом’якшення наслідків зміни клімату, підкреслюючи труднощі у вимірюванні, оцінці, управлінні та регулюванні вуглецю в прибережних, відкритих океанах та глибоководних екосистемах. У розділі “Роль екосистем блакитного вуглецю у пом’якшенні забруднення мікропластиком” ми особливо підкреслюємо важливість прибережних екосистем у боротьбі із забрудненням пластиком. Ми завершуємо розгляд потенціалу прибережних екосистем у виробництві біопалива, що є одним із шляхів до розвитку сталої економіки. Важливість прибережних екосистем зросла внаслідок деградації наземних екосистем, спричиненої людською діяльністю, такою як зміна землекористування, вирубка лісів, споживання викопного палива тощо. Екосистемні послуги, що надаються прибережними екосистемами, такі як поглинання вуглецю, виробництво біопалива, відновлення забруднення тощо, є величезними у порівнянні з екосистемами суші. Основною метою цього дослідження було привернути увагу до широкого спектру позитивних результатів, які можна віднести до прибережних екосистем.

Просторово-часовий розподіл екосистем блакитного вуглецю

Прибережні рослинні біотопи, включаючи солончаки, морські трави та мангрові зарості, здавна надавали людині переваги. Нещодавно, незважаючи на обмеженість даних, було визнано їх важливість як вуглецевих резервів для пом’якшення наслідків зміни клімату [1,8]. Як показано на Рисунку 2, можна побачити просторово-часовий розподіл та важливість екосистем блакитного вуглецю в контролі за зміною клімату [9].

Навколишнє середовище прибережної зони, включаючи зарості морської трави, скелясті рифи і корали, приливно-відливні болота, піщані пляжі, ліси водоростей і мангрові ліси [10], допомагають боротися зі зміною клімату, ефективно зберігаючи і поглинаючи CO2, відомий як “прибережний блакитний вуглець” [11]. Наприклад, солончаки, морські трави та мангрові зарості часто утворюють просторово пов’язаний континуум припливно-відпливних екосистем. Нерослинні мулисті пляжі та піщані коси. це екосистеми, які містять і утримують величезну кількість органічного вуглецю [12,13]. Ґрунти з блакитним вуглецем є анаеробними, головним чином, на відміну від наземних ґрунтів, що призводить до повільного розпаду вуглецю, що зберігається в цих ґрунтах, і, таким чином, вуглець накопичується протягом сотень і тисяч років [14,15]. Прибережна водно-болотна рослинність виконує роль буферної зони між сушею та океаном, здатної зберігати надлишок води під час сезону дощів і запобігати повеням [16]. Вони також допомагають захистити берегові лінії і вважаються більш економічно ефективними, ніж складні споруди, такі як морські стіни і дамби, оскільки вони дешевші в управлінні і зможуть встигати за підвищенням рівня моря [17,18]. Вони також демонструють високу швидкість поховання, що призводить до підняття морського дна, діючи як бар’єр проти підвищення рівня моря та хвильових дій, пов’язаних зі зміною клімату [19]. Вони слугують мотиватором для екосистемної адаптації для захисту людей, інфраструктури та майна від негативних наслідків зміни клімату [20].

Мангрові зарості зустрічаються в тропічних і субтропічних регіонах [21]. Вони зустрічаються у 118 країнах світу, причому на 15 країн припадає 75% їх загального покриття. Західна Африка є домом для майже чверті світових мангрових заростей, що містять майже 0.854 мільярди метричних тонн вуглецю в підземній та надземній біомасі [22]. Аналогічно, на одну лише Індонезію припадає 23% [23]. Але значна втрата 0.16-0.39% на рік було зафіксовано в мангрових заростях з 2000 року [24]. Мангрові зарості мають чудову здатність накопичувати вуглець у кореневій системі і виступають як багаті на вуглець ліси в тропіках; отже, їх управління та збереження повинні бути пріоритетними [25]. Геологічні дані свідчать про адаптацію мангрових заростей до більш ранніх змін клімату та рівня моря [26,27]. Вони відіграють вирішальну роль у сприянні седиментації в чутливих прибережних регіонах, отже, протистоять кліматичним впливам, таким як підвищення рівня моря [28]. Їх широке розмаїття повітряних кореневих структур, таких як пневматофори, стрижневі корені, мичкуваті корені та колінчасті корені, допомагають запобігти ерозії ґрунту та відрізняються своєю ефективністю у збереженні відкладень [29]. Крім того, мангрові зарості прискорюють освоєння суші завдяки збільшенню відкладення осаду, зменшенню впливу хвиль і утворенню тоу, а отже, пом’якшують вплив тропічних штормів і підвищення рівня моря [30].

Морські трави. ще одна екосистема блакитного вуглецю, що зустрічається переважно на мілководних прибережних узбережжях у нульових широтах. Морські трави використовують фотосинтез для поглинання вуглекислого газу та асиміляції його у свою біомасу. Наземна/водна рослинність затримує суспендовані тверді частинки (седиментація), які пізніше додаються до компоненту осадового сховища [31]. Вони мають колосальний потенціал для нейтралізації викидів CO2, що призводить до покращення оцінок вуглецю, що зберігається у відкладеннях морської трави та включає екосистеми морської трави [32,33]. Загальна світова площа морських трав коливається в межах 300 000-600 000 км2 [34]. Однак в останні десятиліття спостерігається різке скорочення, з 1990 по 2009 рік. семикратне скорочення [35]. У всьому світі площа морських трав скорочується на 2-5% щороку, оскільки за останні десятиліття було знищено 30 000 км2 морської трави [36]. Щороку окислення органічного вуглецю на деградованих луках морської трави потенційно вивільняє 0.03-0.33 петаграми повернення вуглекислого газу в атмосферу [37]. Морські трави покривають 4.8 мільйонів гектарів у Західній Африці, що містить приблизно 673 мільйони тонн вуглецю [22]. У прибережних водах відновлення морських трав призвело до збільшення поглинання синього вуглецю [38]. Однак вони мають низьку здатність до зберігання вуглецю порівняно з мангровими заростями.

На відміну від морських трав і мангрових заростей, солончаки відрізняються низьким рівнем викидів метану [39,40]. Солончаки покривають 1.2 мільйони гектарів у Західній Африці, утримуючи 303 мільйони метричних тонн CO2 [22]. У нещодавніх дослідженнях повідомлялося, що площа солончаків становить 45 000 км2 [41]. Окрім поглиначів вуглецю, вони є величезними джерелами неорганічного вуглецю прибережних океанів [42]. Приливні болота, нанесені на карту лише у 43 країнах світу, становлять 14% світової прибережної території [43]. Мінімальні щорічні глобальні втрати приливних боліт становлять 1-2% [44]. Хоча екосистеми блакитного вуглецю довели свою здатність бути ідеальними поглиначами вуглецю, як природні, так і штучні загрози руйнують ці екосистеми. Через підвищення рівня моря болота опускаються під навантаженням і з часом зменшуються [45]. Крім того, морські аварії, такі як масові розливи нафти, також спричиняють пошкодження цих екосистем [46,47,48]. Отже, щоб отримати максимальну користь від цих екосистем, необхідно створити належні механізми формування політики та керівництва для збереження та управління цими блакитними вуглецевими екосистемами.

Інші прибережні екосистеми, такі як бар’єрні острови, дюни та піщані пляжі, відіграють ключову роль у розсіюванні енергії хвиль, окрім того, що вони мають життєво важливі запаси осаду, які допомагають зберегти берегову лінію і, певною мірою, адаптуватися до підвищення рівня моря [49,50]. Дискусійним є питання, чи є коралові рифи поглиначами або джерелами атмосферного CO2 [51]. Однак вони утворюють чудові структури, починаючи від глибин океанів до їх поверхні та паралельно береговим лініям у багатьох місцях, що простягаються до декількох кілометрів, таким чином, що вони становлять значну частину берегової оборони. Масовий потік енергії з поверхневих вод у коралові системи значно зменшує хвильову активність. життєво важливу функцію шорсткості рифів [52,53]. Однак, згідно з Pendleton et al. [37], величезні запаси вуглецю, секвестровані в минулому, зазнають впливу трансформації цих прибережних екосистем, оскільки синій вуглець, присутній у відкладеннях, вивільняється в атмосферу, коли ці екосистеми деградують [37]. Як наслідок, цінність оселищ з блакитним вуглецем у зв’язуванні органічного вуглецю активізувала зусилля з охорони природи як засобу зменшення зміни клімату та компенсації викидів CO2 [54]. Крім того, їхній внесок у посилення стійкості прибережних територій до погодних катастроф та зміни клімату призвів до участі багатьох країн у загальнонаціональних визначених зобов’язаннях (НДЗ) щодо адаптації до зміни клімату та пом’якшення її наслідків [55,56].

Роль екосистем блакитного вуглецю

3.1. Роль блакитних вуглецевих екосистем у пом’якшенні наслідків зміни клімату

В останні роки використання викопного палива для промислової та сільськогосподарської діяльності та транспортних засобів призвело до високих викидів забруднюючих речовин, таких як CO2, NOx та PM, що спричинило серйозні наслідки забруднення навколишнього середовища та зміни клімату [57,58,59,60,61], доказом чого стала пандемія COVID-19 [62,63,64]. З цієї причини пошук ефективних та корисних рішень, пов’язаних з технологіями, управлінням та політикою, є дуже важливим [65,66,67,68,69]. Серед них перехід на відновлювані джерела енергії вважається одним з найбільш потенційних підходів до пом’якшення забруднення навколишнього середовища та зміни клімату, оскільки відновлювані джерела енергії є доступними, біологічно розкладаються та мають нетоксичні властивості [70,71,72,73]. Дійсно, популярними відновлюваними джерелами є вітрова, сонячна, океанічна, гідроенергія, біомаса та біопаливо, які найбільше використовуються в останні роки [74,75,76,77,78,79,80,81,82,83]. Крім того, розвиток природних екосистем також вважається надзвичайно важливим рішенням, оскільки природні екосистеми можуть утримувати велику кількість викидів вуглецю [84].

Будучи природною екосистемою, блакитний вуглець набув глобального визнання через свою потенційну роль у пом’якшенні викидів вуглекислого газу, як показано на Рисунку 3 [85]. Однак його внесок обмежений у світовому масштабі, оскільки він обмежений береговими лініями [86]. Встановлено, що прибережні середовища зберігають величезну кількість вуглецю в осадових породах, у кілька разів більше, ніж численні типи помірних і тропічних лісів [87]. Поглинання вуглецю через рослинні прибережні екосистеми допомагає зменшити антропогенні викиди CO2. Однак їх адекватність контрастує з просторовим масштабом оцінки постачальника екосистеми “блакитного вуглецю”. Це потужний інструмент управління для підтримки екологічного благополуччя та продуктивності, пропонуючи посилені гарантії, захист, збереження та послуги [88]. Завдяки високим запасам вуглецю та швидкості його поглинання, а також високій оцінці інших екологічних ресурсів, прибережні оселища блакитного вуглецю позиціонуються як одне з найкращих рішень для пом’якшення наслідків зміни клімату, що базується на океані. Мангрові дерева, луки з морської трави та солончаки є прикладами прибережних рослинних середовищ, які здавна приносили користь людському населенню та екосистемам. Останнім часом їх роль у зберіганні великих обсягів вуглецю і, отже, у боротьбі зі зміною клімату була добре визнана [1,8]. Цілі сталого розвитку ООН (ЦСР) були узгоджені країнами світу як глобальні пріоритети до 2030 року. Серед 17 ЦСР є цілі, які мають безпосереднє відношення до боротьби зі зміною клімату (ЦСР 13) та захисту і сталого використання узбережжя, океанів та водних ресурсів (ЦСР 14). Відновлення мангрових заростей сприятиме досягненню ЦСР 13 (посилення стійкості та потенціалу витривалості всіх країн до кліматичних загроз і катастрофічних явищ). Це також сприяє досягненню ЦСР 14 (стійке підтримання та забезпечення морських та приморських екосистем для уникнення критичних несприятливих наслідків, включаючи підвищення їх інтенсивності та сприяння їх відновленню для адаптації до зміни клімату до 2020 року). [89]. Зміна клімату загрожує мангровим заростям, спричиняючи додаткові 10-15% втрат до 2100 року [90].

Системи блакитного вуглецю допомагають боротися зі зміною клімату, зберігаючи та поглинаючи вуглець; однак ці екосистеми чутливі до глобального потепління, що призводить до невизначеності щодо їхньої довгострокової ефективності [56]. Підвищення рівня моря, посухи, посилення ураганів, зміна температурного режиму, рівня опадів та прибережні хвилі спеки загрожують блакитному вуглецевому середовищу та його вуглецевим запасам. Вразливість кліматичних стресів для екосистеми блакитного вуглецю залежить від схильності таких систем до збурень, що є функцією чутливості та стійкості цих екосистем. Крім того, це також залежить від частоти та інтенсивності стресового фактору [91]. Підвищення рівня моря стало великим викликом для прибережних оселищ. Проте, існує регіональна та часова мінливість його швидкості [56]. Наприклад, спричинені кліматом шторми та підвищення рівня моря можуть впливати на мангрові зарості, піддаючи раніше похований органічний вуглець окисленню, ще більше збільшуючи концентрацію CO2 в атмосфері [92] і діючи як петля позитивного зворотного зв’язку, що сприяє глобальному потеплінню. Здатність мангрових заростей і солончаків зв’язувати вуглець може бути покращена або збережена шляхом підтримання висоти над рівнем моря після підвищення рівня моря [93]. Однак вони можуть бути еродовані або затоплені, якщо недостатньо осаду або росту коренів для підтримки висоти [3]. Крім того, підвищення рівня моря може сповільнити швидкість розпаду органічної речовини, що може збільшити потенціал зберігання вуглецю в приливно-відливних відкладеннях. Мангрові зарості також мігрують на сушу (щоб пристосуватися до зміни клімату) там, де підвищення рівня моря випереджає відкладення осадових порід [94,95]. Під час прискорення підвищення рівня моря відбувається реструктуризація екосистем солончаків, що підвищує їхню стійкість і, таким чином, накопичення вуглецю [96]. Мадд та ін. [97] виявили, що швидкість накопичення вуглецю в солончаках у Південній Кароліні зростала з підвищенням рівня моря, поки не досягла критичної швидкості, затопивши болотну рослинність і припинивши накопичення вуглецю [3]. Збільшення затоплення через підвищення рівня моря змінює солончаки та мангрові зарості [98]. За певних умов деякі з солончаків можуть бути повністю покриті мангровими заростями до кінця століття [99,100].

3.2. Екосистеми блакитного вуглецю як секвестратори та поглиначі вуглецю

Прибережні оселища є критично важливими поглиначами вуглецю, які зберігають майже половину всього органічного вуглецю [56,101]. Відкладення екосистем блакитного вуглецю зберігають величезні запаси вуглецю [102,103]. Більша частина CO2 з атмосфери, поглинутого в процесі фотосинтезу, повертається в повітря через дихання мікробів і рослин або короткочасно зберігається в листі рослин. На відміну від цього, решта зберігається протягом тривалого періоду в деревній біомасі та ґрунті. Залежно від типу рослинності, 50-90 відсотків усього вуглецю прибережних водно-болотних угідь знаходиться в ґрунті [37,104]. Висока інтенсивність фотосинтезу та поступове розкладання цих екосистем призводять до більшого виробництва та поглинання вуглецю на одиницю площі [105,106]. Завдяки своїй величезній продуктивності вони можуть поглинати значно більше вуглецю, ніж наземні екосистеми [3,106]. У рослинних прибережних екосистемах первинний розвиток зазвичай вищий, ніж дихання [2,107], що підвищує їх здатність виробляти надлишковий органічний вуглець і, таким чином, функціонувати як поглиначі вуглецю [19]. Динамічний просторово-часовий перехід між потоками та запасами вуглецю необхідний для перетворення, поглинання та збереження блакитного вуглецю в прибережних зонах [106]. Він включає взаємодію між сушею, морем, рослинами, тваринами та мікробами, як показано на рисунку 4.

Незважаючи на їх важливість як поглиначів вуглецю, існує занепокоєння, що в деяких ситуаціях вони можуть бути джерелом викидів метану, що може сприяти глобальному потеплінню [108,109]. Однак дані показують, що викиди метану з морських водно-болотних біотопів є незначними порівняно з кількістю зв’язаного вуглецю [110,111]. В середньому запас вуглецю у верхньому метрі ґрунту солончаків і морських луків майже дорівнює запасу вуглецю у верхньому 1 м ґрунту наземних лісів. Для порівняння, органічний вуглець, що зберігається у верхньому 1 м мангрових лісів, втричі перевищує його вміст у верхньому шарі ґрунту [19]. Швидкість поховання вуглецю в осадових породах цих трьох екосистем є відносно великою. Прибережні рослинні екосистеми роблять значний внесок у довгострокове поглинання вуглецю, що еквівалентно поглинання вуглецю наземними екосистемами, незважаючи на те, що вони займають меншу площу, ніж внутрішні ліси [3].

На мангрові екосистеми припадає 30% поглинання вуглецю всіх прибережних екосистем і 5% чистого первинного виробництва вуглецю, хоча вони займають лише 1.9% тропічного та субтропічного узбережжя [26,112]. Мангрові зарості секвеструють в середньому 174 гСм.2 рік.1, а глобальний середній обсяг поховання вуглецю мангрових ґрунтів становить 24 ТгСир.1 (10-15 відсотків від накопичення вуглецю в осадах) [113]. Згідно з дослідженням мангрових заростей в пустельних затоках біля узбережжя Нижньої Каліфорнії, секвестрація вуглецю в мангрових заростях, найімовірніше, відбувається у формі органічного тоу та ґрунту [114,115]. Він виявив майже 2000 років зберігання вуглецю в органічних ґрунтах і вміст підземного вуглецю 1130 метричних тонн на гектар [115].

Солончаки є одним з найактивніших біотопів у світі (секвеструють до 3900 гСм.2 рік.1 ). В середньому солончакові ґрунти зберігають близько 210 гСм.2 р.-1. перераховано в 770 г CO2 м.2 рік.1 через швидкі темпи поховання [116,117]. Прибережні солончаки світу утримують від 437 до 1210 мільйонів тонн вуглецю у своїх деревах та ґрунті [91,115]. Верхній 50-сантиметровий шар осаду прибережних солончаків поглинає 430 тонн вуглекислого газу в усьому світі. Однак це перебільшення, оскільки більшість досліджень розглядають лише верхній метр ґрунту, хоча багаті на органіку ґрунтові профілі простягаються на кілька метрів углиб [104].

Хоча морські луки займають менше 0.2% поверхні океану, щорічне поглинання вуглецю відкладів морської трави становить 10-15% від загального поглинання вуглецю в океані. Також підраховано, що середовище морської трави поглинає вуглець приблизно в 21 раз швидше, ніж тропічні дощові ліси (43 гСм 2 рік.1 ) [106,118]. Очікується, що морські луки будуть зберігати 27 і 40 TgCyr.1 в короткостроковій і довгостроковій перспективі, відповідно [117,119]. Крім того, глобальне накопичення органічного вуглецю в осадових породах оселищ морської трави становить до 19.9 петаграми (Pg) (між 4.2 і 8.4 Pg, якщо використовується більш традиційний підхід) [33,102], при цьому зберігання вуглецю триває століттями або навіть тисячоліттями [33]. Однак, внаслідок взаємодії різних біотичних та абіотичних причин, спостерігається значна варіація в обсягах накопичення вуглецю, зафіксованих під морськими травами [19,120]. Нещодавні дослідження показують, що солончаки, мангрові зарості та морські трави мають середню здатність поглинати вуглець на рівні 218 гСм.2 рік.1. 226 гКм.2 рік.1. і 138 гСм.2 рік.1. відповідно, в той час як наземні ліси мають лише 5 гСм.2 рік.1 або менше [3,106]. Недостатнє розуміння долі імпортованої органічної речовини є причиною розбіжностей в оцінках загальної чутливості прибережних екосистем до зміни клімату [121,122].

Макроводорості (або морські водорості) є великою та найбільш продуктивною рослинною прибережною екосистемою. Вони ростуть на твердому субстраті, де не відбувається накопичення вуглецю, оскільки не мають судинної кореневої системи, і накопичують величезну кількість вуглецю у своїй надземній живій біомасі [123]. Вони є джерелом найбільшого у світі потоку вуглекислого газу [124] і роблять значний внесок у світовий поглинач вуглецю [107,125]. Оскільки вони не здатні поглинати підземний вуглець порівняно з солончаками, морськими травами та мангровими заростями, макроводорості були недооцінені у сфері “блакитного” вуглецю. Однак було заявлено, що вони відіграють значну роль як “донори вуглецю”, тобто вони дарують вуглець оселищам-реципієнтам. Вони експортують макроводорості в глибоководні райони моря та відкладення у вигляді детриту [123], таким чином опосередковано сприяючи глобальному поглинанню вуглецю. припущення, нещодавно підтверджене дослідженням Ортеги та ін. (Ortega et al.). [126], в якій досліджувалися метагеноми макроводоростей. У прибережних відкладах було виявлено до 14 ТгС рік.1 вуглецю макроводоростей, а в глибоководних. 152 ТгС рік.1; тому було запропоновано включити макроводорості до оцінок блакитного вуглецю. Ще одне дослідження Queiros et al. [124] підтвердили потрапляння або присутність макроводоростевого детриту в глибоководні прибережні відклади, використовуючи об’ємний ізотопний аналіз та секвенування еДНК як додаткові методи біологічного відстеження. Вони виявили, що досліджувана територія секвеструє в середньому 8.75 g (0.73 моль) вуглецю макроводоростей на м 2 глибоководних прибережних відкладів щороку у вигляді частинок органічного вуглецю. Дослідження також підкреслило роль макроводоростей у допомозі видам морського дна в зимові місяці, коли інші джерела їжі є дефіцитними, у сприянні секвеструванню вуглецю. Було опубліковано кілька звітів щодо потенціалу поглинання вуглецю мікроводоростями, похованими в морських відкладах або експортованими в глибоководні райони моря [123,127]. Ліси ламінарії (Ecklonia Radiata) поглинають 1.3-2.8 TgC на рік, за даними Dexter et al. [128], що становить майже 30% від загального обсягу синього вуглецю, що зберігається та секвеструється над Великим Південним рифом. Дослідження також показали наявність заломлюючих сполук вуглецю [129], які можуть бути основним резервуаром органічного вуглецю в океанах [130]. За деякими даними, органічний вуглець, вилучений з макроводоростей, похований поряд з органічним вуглецем, отриманим з морської трави [131,132,133]. Хоча макроводорості (особливо ламінарії) роблять значний внесок у кругообіг вуглецю вздовж узбережжя, для більшості видів та регіонів все ще бракує точних оцінок фіксації вуглецю [134,135]. необхідні дослідження методів та можливої утилізації цих відходів, а також значення цих екосистем у кругообігу вуглецю та як потенційного джерела блакитного вуглецю [135]. Крім того, детальні оцінки глобальної площі поверхні екосистеми макроводоростей є вкрай необхідними, щоб розширити сферу досліджень поглинання вуглецю з локального до світового масштабу [136].

Температура впливає на накопичення вуглецю в солончаках, луках морської трави та мангрових заростях, оскільки вона впливає на метаболічні цикли надходження вуглецю через фотосинтез та втрати вуглецю через дихання рослин та мікроорганізмів [3]. Незначне підвищення температури покращує ефективність, але вищі температури спричиняють стрес, що знижує продуктивність, а отже, і накопичення вуглецю. Коливання температури впливають на продуктивність і, отже, на накопичення вуглецю [137]. Підвищення температури моря також впливає на середовище існування морської трави та її здатність утримувати вуглець. Як показує випадок в Австралії, нещодавно було зафіксовано велику кількість втрат органічного вуглецю з морської трави після періоду підвищення температури моря. Океанські теплові хвилі стали загрозою для прибережних екосистем і призвели до загибелі морських луків. Arias-Ortiz et al. [138] оцінили значну втрату запасів вуглецю морської трави (2-9) Tg CO2 протягом трьох років після спеки в затоці Шарк-Бей (Західна Австралія).

Іншим кліматичним фактором є кількість опадів [139], що збільшує запаси вуглецю під землею в тропічних мангрових заростях, як зазначають Сандерс та ін. [140]. Це пов’язано з тим, що більша частина вуглецю, що зберігається в мангрових лісах, міститься в ґрунтах, а збільшення кількості опадів призводить до зменшення розкладання органічної речовини [141,142]. Зміна клімату посилюється антропогенними порушеннями, що підвищує вразливість прибережних екосистем. Наприклад, стиснення узбережжя та занурення краю приливно-відливної зони в море через підвищення рівня моря має великий вплив на прибережні біотопи, а отже, і на запаси блакитного вуглецю [143]. Аналогічно, перекриття річок греблями впливає на надходження осаду до прибережних водно-болотних угідь, збільшуючи таким чином вразливість до занурення і зменшуючи тенденцію до накопичення осаду та накопичення вуглецю в ґрунті [56]. Екстремальні погодні умови, схоже, змінюють запаси блакитного вуглецю, але для прогнозування майбутніх наслідків потрібні додаткові дослідження. Отже, існує значна потреба в удосконаленні та розумінні того, як зміна клімату впливає на зберігання блакитного вуглецю, щоб розширити масштаби екологічного відновлення, що в подальшому сприяє пом’якшенню наслідків зміни клімату.

3.3. Роль екосистем блакитного вуглецю у пом’якшенні мікропластикового забруднення

Пластик широко вироблявся і використовувався після 1950 року завдяки таким властивостям, як висока водостійкість, низькі витрати, довговічність, гнучкість, а також легкість [144,145]. Важливо зазначити, що у 2018 році виробництво пластику досягло 359 мільйонів тонн у всьому світі [146,147,148] та Yang et al. [149] показав, що його вихід збільшується на 300 мільйонів тонн щороку. Пластик не зникне повністю через вплив типових умов навколишнього середовища (таких як температура або солоність), ультрафіолетового випромінювання, біологічної активності (а саме агрегації, утворення біоплівки тощо) та механічного навантаження, спричиненого хвилею, а також дією течії. Однак пластик буде розділений на менші шматочки, вивітрюватися, піддаватися корозії тощо. [150,151,152]. Це особливо стосується прибережних водно-болотних угідь, які отримують пластикові відходи не лише з наземних біотопів біля річок, але й з океану через течії [153]. Було помічено, що пластикове сміття добре утримується в низькоенергетичних середовищах зі слабкою гідродинамікою [154,155,156], а потім пластикове сміття поступово деградує з утворенням пластикових волокон, фрагментів або частинок розміром менше 5 мм, так званих мікропластиків. Мікропластик утворюється в морському середовищі в результаті прибережної риболовлі, яка переноситься течіями та вітрами з пляжів [157], і транспортується річками, стічними водами з промислових зон та стічними водами до прибережних районів, де скиди стічних вод, наприклад, є необхідним джерелом волокон від прання [158,159]. Накопичення мікропластику в екосистемі може завдати шкоди організмам, зменшуючи індивідуальний ріст, розмноження та пристосованість [160]. Крім того, оскільки розмір мікропластику був невеликим, а його питома поверхня. великою, він часто поглинав забруднювачі навколишнього середовища, такі як органічні забруднювачі або важкі метали [161,162], що серйозно загрожувало зростанню рослин і тварин. Як наслідок, згадані вище негативні наслідки поставили під загрозу екосистему та первинні функції прибережних водно-болотних угідь, включаючи захист від повеней [163,164], а також секвестрацію вуглецю [165,166]. Отже, дуже важливо запобігати та контролювати мікропластикове забруднення. Екосистема блакитного вуглецю може в значній мірі блокувати та перехоплювати мікропластик, що забезпечує значні переваги [167,168].

Більшість мікропластику була менше 1 мм, що включає розміри менше 0.5 мм (13.7%), в діапазоні 0.5-1 мм (42.9%) та 1-2 мм (24.2%). Крім того, невелика частина 2-3 мм (7.8%), 4-5 мм (6.4%), і 3-4 мм (5.Спостерігалося також накопичення мікропластику в солончаках (0%). Таким чином, малий розмір мікропластику може бути пов’язаний з тим, що менший розмір полегшує його вимивання в приливно-відливну зону припливом [169]. Примітно, що порівняно з мангровими заростями, кількість мікропластику розміром менше 1 мм у солончаках була значно більшою, що пов’язано з тим, що відклади солончаків мають більший розмір частинок, оскільки пластик може легко розбиватися на менші фрагменти через абразивне стирання більш грубих відкладів під час транспортування [170,171]. Крім того, солончаки, які знаходяться ближче до моря порівняно з мангровими заростями і піддаються більшій кінетичній силі припливу, також можуть бути причиною меншого розміру мікропластику в солончаках [171, 172]. Цікаво, що прибережні відклади вважалися первинними поглиначами морського мікропластику [155,173,174]. Крім того, значні запаси мікропластику часто спостерігалися в рослинних прибережних біотопах з високими темпами седиментації, включаючи мангрові зарості, приливні болота та морські трави [160,173,175]. Крім того, чисельність та особливості МП у вищезгаданих оселищах часто змінювалися між місцями. Як повідомлялося, діапазон кількості пластику в мангрових заростях становив від 0 до 11 256 одиниць кг1 осаду, в морській траві. від 0 до 1466, а в приливному болоті. 22.7. 296. Найчастіше спостерігалися фрагменти та волокна, в яких найпоширенішими полімерами були поліетилен та поліпропілен [173].

важливо, що мангрові екосистеми були визначені як важливі поглиначі різних забруднювачів як від морської, так і від наземної діяльності через унікальні властивості мангрових екосистем (такі як велика кількість органічного вуглецю, а також висока первинна продуктивність) [176,177,178], [176,177,178]. Дійсно, мангрові зарості були важливими екосистемами блакитного вуглецю, які були знайдені в припливно-відпливних і припливно-відпливних зонах, де вони піддавалися забрудненню мікропластиком [179]. Згідно з попередніми дослідженнями, екосистеми блакитного вуглецю здатні захоплювати мікропластик і ПНО з поверхневих відкладень [180,181]. Очевидно, що мангрові зарості можуть не тільки очищати та утримувати забруднювачі в цілому, але й діяти як екологічна система перехоплення мікропластику [160]. Було відзначено, що мангрові рослини можуть змінювати гідрологічні умови, а також впливати на розділення та розподіл мікропластику в різних приливних зонах. Зокрема, мікропластик з різною швидкістю занурення, розміром і формою може демонструвати різні моделі розподілу в різних мангрових приливно-відливних зонах [182,183,184].

Неважко помітити, що морські трави здатні зменшувати швидкість течії води, і в той же час збільшувати утримання частинок і седиментацію [185,186,187]. Примітно, що луки морської трави можуть затримувати тверді частинки, що вказує на те, що вони також можуть бути значною пасткою для мікропластику. Слід зазначити, що частина мікропластику була інтегрована в епіфітні угруповання, які були прикріплені до травинок морської трави, тому не весь пластик потрапив до осаду [175,188,189]. Коли мікропластик потрапив до екосистеми морської трави, архітектурна складність травинок морської трави, а також надземна біомаса зменшили водні потоки, що призвело до того, що тверді частинки, а саме мікропластик, потрапили в пастку між травинками, а потім вони осіли в осад під ними [155,190]. Крім епіфітів, відомих як невеликі сидячі рослини, включаючи макроводорості, ціанобактерії, коркові коралові водорості, діатомові водорості, які прикріплювалися до стебел морської трави, створювали шорсткий субстрат для прилипання та затримання мікропластику. Потрапивши в пастку, мікропластик обростав епіфітами, які утримували його на поверхні лопатей, що призводило до збільшення ймовірності поглинання мікропластику травоїдними тваринами і, отже, потрапляння в харчову мережу [189]. помітно, що при середньому показнику приблизно два предмети на особу, ймовірність вилучення мікропластику в молюсках становила 46.3%, а в рибі. 47.2% у Середземному морі [191]. Морські трави були не тільки безпосереднім джерелом їжі для різноманітних травоїдних тварин, таких як морські черепахи та дюгоні [192], але вони також були основним розплідником для фауни, що мешкає поблизу берега [193]. Goss et al. [189] та Datu et al. [188] виявили, що кілька мікропластиків на травинках морської трави були включені до складу епіфітних угруповань. Крім того, існують докази значного зв’язку між кількістю мікропластику та щільністю епіфітів, що свідчить про пряму кореляцію між наявністю більшої кількості епіфітів та більшою кількістю мікропластику на травинці. З іншого боку, кілька родів морських трав, таких як Posidonia, були здатні вловлювати мікропластик не тільки в межах своїх ареалів, але й у винесених ними кулястих рештках, що свідчить про роль морських трав як у вловлюванні мікропластику в межах своєї екосистеми, так і у видаленні його з морського середовища [194]. Крім того, дослідження in situ виявили високий рівень накопичення пластику в екосистемах морської трави, що існує як на травинках морської трави, так і в донних відкладеннях. Крім того, за даними Huang et al. [179], відкладення екосистеми морської трави були збагачені мікропластиком 1.3-17.у 6 разів більше, ніж на ділянках без рослинності, тоді як коефіцієнт збагачення становив до 2.9 Huang et al. [195]. за даними Goss et al. [189] виявили 4.0 ± 2.1 мікропластик у кожній травинці тропічної морської травинки. важливо, що луки морської трави, одна з найважливіших екосистем блакитного вуглецю та водно-болотних угідь, вважалися важливими глобальними поглиначами вуглецю, які сприяли пом’якшенню зміни клімату в усьому світі [196].

Синій вуглець як потенційне джерело для виробництва біопалива

Сталість біопалив першого покоління (1G) також була поставлена під сумнів, оскільки їх використання загрожувало традиційному продовольчому забезпеченню, особливо в країнах, що розвиваються [197,198]. Біопаливо другого покоління (2G/целюлозне біопаливо), отримане з целюлозних енергетичних культур, включаючи тверді побутові відходи, лігноцелюлозні залишки або агропромислові відходи, є альтернативним варіантом через їх велику доступність [199,200,201,202,203,204]. Однак цей тип палива також мав багато невдач через вищі інвестиційні витрати та технічні проблеми в подальшому використанні. Крім того, виробництво біопалива 1G/2G потребує додаткових посівних площ, а отже, воно не може розглядатися як життєздатна альтернатива викопним видам палива, оскільки отриманий врожай може не задовольнити глобальний попит на енергію. Крім того, біопаливо третього покоління (3G/досконале біопаливо) було виготовлено з водної біомаси, такої як водорості [205,206]. Водорості викликали великий інтерес серед біопалив третього покоління через їх низьку концентрацію лігніну та високу продуктивність, що дозволило зменшити споживання енергії під час виробництва палива [207,208]. крім того, джерелами блакитного вуглецю були біомаси, які моологічно та систематично більш схожі на рослини на землі, ніж морські водорості [209]. Таким чином, використання джерел блакитного вуглецю виявилося привабливим рішенням для виробництва відновлюваної енергії, уникаючи значних недоліків, пов’язаних з біопаливом 1G та 2G. Дійсно, шлях виробництва біопалива з джерел блакитного вуглецю можна проілюструвати на рисунку 5.

З рисунку 5 видно, що переетерифікація, пряме спалювання, газифікація або піроліз є методами виробництва біопалива з сухої біомаси на основі синього вуглецю [210,211,212,213]. Тим часом, методи виробництва енергії з вологої біомаси на основі синього вуглецю включали ферментний гідроліз, гідротермічну обробку, анаеробне зброджування та ферментацію до біобутанолу/біоетанолу/біоводню [214,215,216,217]. Було відзначено, що використання біомаси на основі блакитного вуглецю для виробництва біопалива знаходиться на ранніх стадіях досліджень і розробок. Крім того, у морських водоростях накопичувалося багато цукрів, не пов’язаних з глюкозою, таких як полісахариди клітинної стінки та маніт, але не так багато полісахаридів, що походять з глюкози [218]. Як наслідок, промисловий синтез біоетанолу з біомаси на основі блакитного вуглецю потребував ферментації не тільки неглюкозних, але й глюкозних цукрів [219]. Що стосується хімічного складу, то джерела блакитного вуглецю та наземні рослини в цілому суттєво відрізняються. Наприклад, морські водорості мають високий вміст води (90% сирої маси), білка (від 7 до 15% сухої маси), вуглеводів (25-50% сухої маси), а також низьку концентрацію ліпідів (від 1 до 5% сухої маси) у порівнянні з наземною біомасою [220].

Як повідомлялося, вміст ліпідів у джерелах блакитного вуглецю був низьким, проте вміст вуглеводів був високим, що дозволяло використовувати їх як сировину для виробництва різних ферментативних біологічних видів палива [221]. Хоча ферментаційні установки з використанням макроводоростей були відомі як відносно дорогі в експлуатації та будівництві, вони були надійними і забезпечували великі врожаї [222]. Частково це пов’язано з високим вмістом води (від 70 до 90%), концентрацією білка близько 10% та наявністю різної кількості вуглеводів [223]. Крім того, оскільки в клітинах макроводоростей містилася невелика кількість лігніну та геміцелюлози, стадії ферментативної та хімічної попередньої обробки при виробництві біопалива були вилучені [224]. суттєво, що концентрація вуглеводів у макроводоростях сильно варіювала залежно від штамів, видів та сортів. Крім того, оскільки потенційна швидкість росту і концентрація вуглеводів зеленої макроводорості Ulva lactuca була високою, її розглядали як перспективну водну енергетичну культуру [225]. Щодо бурих макроводоростей Laminaria spp., в ній може бути до 55% вуглеводів від сухої маси, головним чином вільних цукрів, целюлози, геміцелюлози, а також молекул накопичення енергії. манітолу та ламінарину [226]. Дійсно, виробництво біоводню з синього вуглецю викликало великий інтерес через багатий на вуглеводи синій вуглець. У дослідженні Yukesh et al. [227], вони покращили виробництво біоводню з морської трави, використовуючи нову озон-зв’язану роторно-статорну гомогенізацію. Зокрема, роторно-статорна гомогенізація вимагала 510 кДж/кг ТС питомої енергії для досягнення 10.45% лізису морської трави при озонозв’язаній роторно-статорній гомогенізації отримано 23.7% лізис морської трави з меншими витратами енергії (лише 212.4 кДж/кг TS) на вході. Було відзначено, що здатність зразка гомогенізації роторно-статорного гомогенізатора з озоновим зв’язком до генерації біогенного водню була оцінена і порівняна з використанням біогенного гідрогенезу.

Виробництво біогазу розглядалося як технологія протягом тривалого часу. Цікаво, що існувало декілька діючих біогазових систем, від великих до малих, і вони забезпечувалися різноманітною сировиною, такою як відходи тваринництва, сільськогосподарська продукція, певне побутове сміття та осад стічних вод [228,229]. Крім того, оскільки макроводорості містять більше води, ніж наземна біомаса (від 80 до 85%), вони більше підходять для мікробіологічного перетворення, ніж для термохімічного [230,231]. Дійсно, виробництво біогазу з макроводоростей було більш технічно можливим, ніж виробництво біогазу з інших видів палива, оскільки всі органічні компоненти макроводоростей (такі як білок, вуглеводи тощо) можуть бути перетворені в біогаз шляхом анаеробного зброджування [232,233]. Крім того, низька концентрація лігноцелюлози в макроводоростях сприяла біодеградації більше, ніж у відповідних мікроводоростей, для створення значної кількості біогазу [234,235]. Однак мікроводорості можна культивувати, використовуючи забруднену воду та CO2 [236,237], і вони можуть бути використані для синтезу багатьох видів біопалива, таких як біоетанол, біодизель та біоолія [238,239,240,241].

Багато робіт успішно встановили практичну корисність морських водоростей як сировини для процесу анаеробного зброджування. Наприклад, виробництво біогазу з морських відкладень може зменшити викиди парникових газів, а також принести економічні вигоди місцевому населенню островів. Крім того, Marquez et al. [242] відкрили виробництво біогазу за допомогою трьох різних мікробних посівів, включаючи морські відкладення, мікрофлору, пов’язану з морськими обломками, і коров’ячий гній. Відповідно, автори виявили, що середня кількість біогазу, що генерується, становила 1223 мл з морської мікрофлори, пов’язаної з обвалом, 2172 мл з морського осаду і 551 мл з коров’ячого гною. Хоча потенціал метану на рівні 396.9 мл CH4/г летких твердих речовин було розраховано з використанням наближених значень для морського сміття у порівнянні з іншою сировиною, цей параметр був низьким, коли найбільший вихід метану (94.Було розглянуто 33 мл CH4/г летючої твердої речовини. Цікаво, що серед протестованого мікробного насіння осад на морській платформі виявився найефективнішим джерелом мікроорганізмів з точки зору використання морської води та біомаси морських відходів для виробництва біогазу. Тим не менш, відкладення піску в солоному середовищі та метантенках може спричинити проблеми в довготривалому процесі анаеробного зброджування [243,244]. Як було помічено, кілька факторів, включаючи метод вирощування, тип виду, час збору врожаю та виробництво морських водоростей на гектар, зробили великий внесок у процес анаеробного зброджування. Було відзначено, що баланс матеріалів та енергії, вартість заготівлі біомаси, вуглецевий баланс, а також витрати на створення біогазу з морських водоростей не оцінювалися [245,246]. Як повідомлялося, вихід метану в біогазі, виробленому в процесі анаеробного зброджування джерел блакитного вуглецю, можна змінювати залежно від біохімічного складу, і він пов’язаний з концентрацією золи та ступенем накопичення цукрів [234]. Тому, щоб збільшити вихід метану, Banu et al. [247] використовували дезінтеграцію диспергатора-тензиду (полісорбат 80) для покращення здатності морської трави (а саме Syringodium isoetifolium) до біометанування. Дійсно, дисперсійно-сприятлива дезінтеграція тензиду мала більш значний вплив на біоацидифікацію, а також на аналізи біометанування з точки зору виробництва метану (0).256 г/г ХСК) та вміст летких жирних кислот (1100 мг/л) у порівнянні з розпадом дисперсії, який становив 0.198 г/г ХСК; 800 мг/л. В результаті, S. ізоетифолієві водорості розглядалися як потенційний субстрат для досягнення цілей біопалива третього покоління в осяжному майбутньому.

Крім того, морські водорості, які містять високу концентрацію вуглеводів, що гідролізуються, целюлози, глюкану та галактану, можуть слугувати можливою сировиною для виробництва рідкого біопалива [248]. Як повідомлялося, двома популярними рідкими транспортними біопаливами є синтетичний біодизель, біоетанол і біобутанол, що використовують сировину з морських макроводоростей. У порівнянні з їстівними та лігноцелюлозними джерелами біомаси, біомаса морських макроводоростей набуває все більшої популярності як відновлювана сировина для виробництва біоетанолу [234,249]. Як згадувалося вище, макроводорості мали високу концентрацію вуглеводів та низький вміст лігніну [250], що робить їх придатними для використання в якості субстрату в процесі ферментації для отримання біоетанолу після гідролізу. Сучасними методами синтезу біоетанолу з морських водоростей є роздільний гідроліз та ферментація, а також одночасне оцукрювання та ферментація, як показано на рисунку 6 [220,251,252]. Що стосується роздільного гідролізу та ферментації, то біомасу морських водоростей гідролізували перед ферментацією в дискретних установках з використанням дріжджів або бактерій [218,253]. Що стосується одночасного оцукрювання та ферментації, однак, як ферментація, так і гідроліз відбуваються одночасно на одній стадії [254,255].

Незважаючи на те, що експерименти з виробництва біоетанолу з макроводоростей були нечисленними, було неважко визначити, що використання відходів морських макроводоростей для виробництва біопаливної сировини може призвести до зменшення конкуренції за біопаливо серед продуктів харчування [221,256]. За даними декількох досліджень, результати використання біовідходів морської трави для виробництва біоетанолу виявилися багатообіцяючими з точки зору втілення цього в життя [257,258,259]. У дослідженні Mahmoud et al. У роботі [260] було використано сім зразків морських трав, виловлених на пляжі (асоційованих з Z. пристань. S. нитчаста. Z. noltii. P. australis. T. тестудину. та P. океанічні), зібрані з морських середовищ по всьому світу з концентрацією вуглеводів від 73% до 81% (w/суху вагу біомаси). Без попередньої обробки, ферментативний гідроліз з одним етапом був розроблений для ефективного вилучення мономерних цукрів, присутніх в біомасі, що походить з морської трави. У колбах для струшування, P. Гідролізат морської трави показав вищий вихід ліпідів (при 6.8 г/л) у порівнянні з синтетичним мінімальним середовищем (лише 5.1 г /л). Крім того, він використовувався як єдине середовище для ферментації маслянокислих дріжджів T. олеїнової кислоти в технічному масштабі з використанням біореактора періодичної дії з виходом 224.5 г /л ліпідів (0.35 г /л.h). Крім того, частка перетворення цукру / ліпідів (w / w) виявилася рівною 0.41. Згідно з накопиченою статистикою, приблизно 4 мільйони тонн мікробних олій можна отримати, зібравши лише половину морської трави, що видобувається на пляжі у світі. Крім того, Ravikumar et al. [257] представили свої дослідження з виробництва біоетанолу з біовідходів морської трави з використанням Saccharomyces cerevisiae. Найбільше утворення біоетанолу (0.047 мл/г) спостерігалося у свіжому листі морської трави при попередній обробці кислотою. Таким чином, свіже листя морської трави може бути одним із придатних субстратів для синтезу біоетанолу. Крім того, дослідження Uchida et al. [261] вивчали ферментацію біоетанолу з насіння морської трави (Zostera marina). На основі сухої ваги було 83.5% вуглеводів у насінні, яке включало 48.1% сирого крохмалю. Цей параметр був еквівалентний показникам зернових, таких як кукурудзяне та пшеничне борошно. Як повідомлялося, оцукрювання насіння проходило без попередньої теплової обробки, що показало, що крохмаль, присутній у насінні морської трави, мав молекулярну форму, готову до перетравлення глюкоамілазою. Крім того, автори припустили, що з насіння морських водоростей можна виробляти алкогольні напої та продукти харчування, що в майбутньому призведе до створення унікального сектору морської ферментації. Лікування Laminaria japonica. Gelidium amansii. Ulva fasciata. Ulva lactuca. та Sargassum fulvellum біомаси з кислотою та гідролітичними ферментами призвело до отримання гідролізатів з різними пропорціями манози, глюкози, маніту, галактози та інших цукрів [262]. Як повідомляється, з гідролізату Laminaria japonica було отримано 0.4 г біоетанолу на кожен грам вуглеводів у разі використання гідролітичних ферментів [263]. В іншому дослідженні Adams et al. [264] досліджували виробництво етанолу шляхом ферментації ламінаринового полісахариду дріжджами з бурої макроводорості Saccharina latissimi з використанням різноманітних попередніх обробок. Тим часом, в експерименті Wi et al. [248], попередня обробка ферментацією була досліджена для червоного виду мікроводоростей (а саме цейлонського моху) з високою концентрацією вуглеводів (зазвичай 23% галактози та 20% глюкози). Відповідно, вони довели, що підходи до попередньої обробки можуть бути використані для розширення спектру видів макроводоростей, придатних для виробництва біоетанолу. закінчено, Ge et al. [265] досліджували утилізацію плаваючих залишкових відходів виробництва альгінату з Laminaria japonica (бурої водорості) для отримання біоетанолу після їх попередньої обробки розведеною сірчаною кислотою, а також ферментативного гідролізу. Аналогічно, Horn et al. [266] показали здатність ферментованих екстрактів Laminaria hyporbea синтезувати етанол з використанням дріжджів Pichia angophorea, а El-Sayed et al. [267] оцінили утилізацію відновлювальних цукрів з U. lactuca для виробництва біоетанолу за допомогою Saccharomyces cerevisiae.

У випадку з біобутанолом існувало лише кілька досліджень, які вивчали виробництво біобутанолу з макроводоростей. Іншими словами, макроводорості, особливо бурі водорості, та їх потенціал для біохімічної трансформації в бутанол та інші розчинники за допомогою Clostridium spp. через ацетон-бутанольну ферментацію не вивчалися. Однак, доцільність ферментації ацетон-бутанолу з біомаси бурих макроводоростей за допомогою C. було доведено наявність ацетобутилового спирту, і результати показали, що вміст бутанолу в гідролізаті досягав близько 0.26 г бутанолу/г цукру, тоді як 0.29 г бутанолу/г цукру було отримано в пілотному дослідженні [268,269]. Крім того, HMF розглядається як одна з хімічних платформ, що мають найбільший потенціал для перетворення промислово важливих хімічних сполук біологічного походження. За даними декількох дослідників, більша концентрація крохмалю накопичувалася в насінні морської трави [270,271]. Крім того, кілька досліджень показали, що джерела сирої біомаси, багаті на неструктурні вуглеводи, такі як сахароза, фруктоза, крохмаль та глюкоза, були використані як біоматеріали для виробництва HMF [272,273]. Крім того, завдяки використанню морської трави, виловленої на пляжі, без витрат на сировину, сировина з морської трави може сприяти сталому та економічно ефективному виробництву HMF, що показало, що біомаса морської трави вважається найпривабливішим джерелом біологічної сировини для сталого виробництва HMF.

Макроводорості використовували для виробництва біогазу та біоетанолу замість біодизеля, оскільки в них не вистачало тригліцеридів. Як правило, макроводорості перетворювалися на біологічні олії, такі як вільні жирні кислоти та ліпіди, і, що більш важливо, ліпіди відокремлювалися для отримання дизельного палива на біологічній основі. Хоча вільні жирні кислоти були попередником біодизеля, надмірна кількість вільних жирних кислот в олії могла перешкоджати запланованому перетворенню. В експерименті Таміларасан [274] етерифікував вільні жирні кислоти в олії водоростей Enteromorpha compressa з 6.3% до 0.34%, а згодом було розроблено дві стадії синтезу біодизеля. зокрема, Сюй [275] нещодавно спробував використати макроводорості як джерело вуглецю для маслянокислих дріжджів з метою створення біодизельного палива, і максимальна концентрація ліпідів досягла 48.30%. На противагу цьому, побічні вільні жирні кислоти, що супроводжують маніт, можуть бути використані для культивування маслянокислих дріжджів. Крім того, кілька інноваційних підходів, таких як ультразвукове опромінення, були використані для підтримки переетерифікації шляхом утворення тонких емульсій між спиртом та олією, а швидкість реакції була підвищена за рахунок кавітації [274]. Крім того, вихід біодизелю з вологої біомаси був майже в 10 разів нижчим, ніж з сухої біомаси, що свідчить про те, що вода мала негативний вплив на експерименти з переетерифікації, а отже, для досягнення високої ефективності був необхідний процес дегідратації [276]. більше, Saengsawang et al. [277] досліджували, чи може Rhizoclonium sp. нафта може бути використана як альтернатива біодизелю для оптимізації умов реакції, необхідних для процесу хімічної переетерифікації. Маса біодизеля 0.174 ± 0.034 г разом з 82.2% всього FAME було отримано під час процедури переетерифікації з олії макроводоростей. Крім того, це дослідження показало, що біодизель, вироблений з Rhizoclonium, може бути використаний як альтернативне паливо, і додаткові дослідження зроблять його придатним для великомасштабного виробництва.

Термохімічні методи також розглядаються як потенційні рішення для перетворення джерел біомаси в біопаливо [278,279,280]. Дійсно, піроліз був найбільш використовуваною технікою для вилучення біомасла [230, 281]. Піролітичний крекінг може швидко перетворити висушену біомасу морських водоростей на біологічно очищену нафту та твердий залишок. Крім того, дослідження поведінки піролізу та властивостей продуктів деяких макроводоростей, таких як бурі, зелені та червоні водорості [238,282], показали, що процес піролізу макроводоростей для виробництва біопалива та наземних рослин був подібним [283,284], навіть незважаючи на те, що макроводорості мали вищу енергію активації, ніж наземна біомаса [285]. Важливо, що піроліз макроводоростей при температурі 500 °C виявився сприятливою температурою для максимізації виходу біомасла [254,286]. Зрідження розглядалося як процес, в якому біомаса зазнає складних термохімічних реакцій у розчині розчинника, в результаті чого утворюються переважно рідкі продукти. Примітно, що гідротермальне зрідження здебільшого ігнорувало макроводорості як сировину для отримання олії біологічного походження, оскільки вважалося, що мікроводорості мають більшу концентрацію ліпідів за своєю природою [287,288]. Елліотт та ін. [289] повідомили про гідротермальне зрідження Macrocystis sp. при використанні реактора періодичної дії, який живився 10% сухої маси ламінарії у воді. Згідно з результатами розділення нафтопродуктів розчинником, вихід нафти становить 19.Спостерігалося 2 мас. Використовуючи Na2CO3 як каталізатор, Zhou et al. [290] досліджували гідротермальну ліквацію зелених морських макроводоростей під назвою Enteromorpha prolifera і отримали максимальний вихід біоолії 23.0% dw, а також енергетичну щільність 29.89 МДж/кг. В іншому дослідженні Neveux et al. [291] використовували гідротермальне зрідження в реакторі періодичної дії для перетворення шести видів прісноводних і морських зелених макроводоростей в біосировину. Результати показали, що висока концентрація золи макроводоростей спричинила нижчий вихід біомасла порівняно з результатами, отриманими при гідротермальному зріджуванні різноманітних мікроводоростей (в діапазоні 26-57% dw) [292]. Хоча газифікація біомаси в широких масштабах була успішно продемонстрована, вона все ще була порівняно дорогою на відміну від енергії викопного палива [293,294]. Дійсно, газифікація дозволила генерувати водень і синтез-газ за конкурентною ціною на ринку. Насправді, кілька країн мали дуже мало пілотних заводів з газифікації, більш широке промислове проникнення залежало від інтеграції в ланцюжок виробництва біопалива з морських водоростей [295]. У таблиці 1 порівняно та показано переваги та недоліки декількох методів виробництва біопалива з джерел блакитного вуглецю.

Глобальна рамкова програма з блакитного вуглецю для пом’якшення наслідків зміни клімату

Системи блакитного вуглецю посилюють стратегії пом’якшення наслідків зміни клімату, оскільки ці екосистеми зберігають вуглець у довгостроковій перспективі. Те ж саме визнано в глобальних угодах про зміну клімату, таких як “Рамкова конвенція ООН про зміну клімату” та “Кіотський протокол”. Це допомагає країнам досягти цілей зі скорочення забруднення та відповідати національним внескам Паризької угоди [301]. Створюються механізми чистого розвитку для фінансування ініціативи блакитного вуглецю на місцевому рівні. Вона також була включена до Шостої доповіді з оцінки зміни клімату МГЕЗК за 2017 рік.

Міжнародна ініціатива “Блакитний вуглець”. це перша у світі скоординована глобальна програма, започаткована спільно Міжурядовою океанографічною комісією ЮНЕСКО, Міжнародним союзом охорони природи та МСОП для боротьби зі зміною клімату шляхом захисту та відновлення океану. Ініціатива координує дві робочі групи: Міжнародну наукову робочу групу з питань блакитного вуглецю та Міжнародну робочу групу з питань політики блакитного вуглецю. Міжнародні стандарти для моніторингу та вимірювання синього вуглецю, збору даних та контролю якості, керівництва для польових досліджень, стратегій збереження синього вуглецю та рекомендацій щодо управління були встановлені Міжнародною науковою робочою групою з синього вуглецю. Міжнародна робоча група з питань політики блакитного вуглецю прагне включити проєкти блакитного вуглецю до РКЗК ООН та КБР. Вона формулює фінансову підтримку та інші політичні програми і керівництва, необхідні для досліджень, проектів і політичних пріоритетів.

Національно-визначені внески (НВВ) для пом’якшення наслідків зміни клімату та адаптації до них включають екосистеми блакитного вуглецю через їхню роль у підвищенні вразливості узбережжя до зміни клімату та погодних катастроф. Переваги управління повенями в екосистемах також є значними: очікується, що мангрові зарості забезпечать щорічний захист від повеней на суму 65 млрд. доларів США, що врятує 15 мільйонів людей від ризику повеней. Мангрові зарості, морські трави та солончаки всередині коралових трикутників надзвичайно чутливі до підвищення рівня моря, і їм також загрожує зміна клімату. Наприклад, такі зміни, як подрібнення прибережних екосистем внаслідок розчищення, насипання, замулення внаслідок погіршення стану водозбірних басейнів на височинах, а також забруднення від промисловості та благоустрою міст, дестабілізують ці важливі екосистеми вздовж узбережжя. Порушення різноманітних процесів у різних географічних та часових масштабах відбувається внаслідок зміни клімату в екосистемах блакитного вуглецю та пов’язаних з ними осадових вуглецевих відкладень. Зміни вразливості, впливу та адаптаційного потенціалу роблять блакитний вуглець вразливим до зміни клімату. Підвищення рівня моря впливає на багаті на вуглець мулові відкладення, про що свідчить поточний стан і зростання цих запасів. Прогнози підвищення рівня океану в прибережних регіонах є найсучаснішими з наших досліджень для оцінки впливу блакитного вуглецю на зміну клімату [56]. Зміни в навколишньому середовищі безпосередньо впливають на унікальні екосистеми блакитного вуглецю, яким загрожує знищення рослин і ґрунтів, а також скорочення чисельності призовників. Нещодавно Ініціатива з блакитного вуглецю надала керівні принципи для включення блакитного вуглецю в НДК. Ці рекомендації пропонують технічні поради щодо інтеграції цих оселищ до переглянутих НДЦ кількома способами, таким чином допомагаючи країнам заохочувати та підтримувати кліматичні переваги екосистем блакитного вуглецю.

Дельтовидні блакитні плями вуглецю, такі як на морських островах і атолах, також можуть страждати від підвищення рівня моря і збільшення висоти хвиль. Коли вуглець у рослинності та відкладеннях руйнується та мінералізується до вуглекислого газу, глобальне виснаження прибережних оселищ спричиняє значні викиди вуглекислого газу. Потенціал вцілілих екосистем щодо пом’якшення наслідків зміни клімату та виконання інших екологічних функцій був послаблений через їх деградацію. Оселища блакитного вуглецю та програми, спрямовані на їх захист, з іншого боку, ще не включені до нормативних документів, спрямованих на боротьбу зі зміною клімату [302]. Через різкі зміни в прибережному зростанні та неправильне управління прибережними біотопами, прибережні райони руйнуються критичними темпами по всьому світу через підкислення, течії, аноксію, опади, підвищення рівня моря, частоту штормів та інші зміни в навколишньому середовищі [87].

Незважаючи на те, що синій вуглець обговорюється все ширше, фактичні зусилля та повне прийняття дій та запропонованих політичних пропозицій все ще рідкісні. Багатьом країнам ще належить розробити та прийняти кліматичну та вуглецеву політику, специфічну для прибережних вуглецевих екосистем [55]. З іншого боку, прибережні оселища блакитного вуглецю були включені до кількох піонерських ініціатив щодо пом’якшення наслідків зміни клімату [15,55].

Висновки

Погіршення стану прибережних екосистем можна пояснити небезпеками, спричиненими як природними явищами, так і діяльністю людини. Однак було виявлено, що блакитний вуглець має важливе значення в боротьбі зі зміною клімату та у зменшенні забруднення, спричиненого пластиком і мікропластиком. Крім того, це допомагає досягти супутніх вигод, таких як розвиток аквакультури та відновлення прибережних територій, що принесло їм міжнародне визнання. Крім того, прибережні рослинні системи, такі як луки з морської трави, прибережні болота та мангрові зарості, є одними з найважливіших поглиначів вуглецю у світовому масштабі. Їх здатність зберігати органічний вуглець можна порівняти зі здатністю лісів на суші, і в залежності від типу рослин, від 50 до 90% всього вуглецю в прибережних водно-болотних екосистемах знаходиться в ґрунті. Крім того, прибережні рослинні системи здатні утримувати та зберігати значну кількість пластику та мікропластику, а також мають потенціал для використання в якості сировини для виробництва біоенергії. Згідно з висновками цього дослідження, різноманітні океанічні екосистеми можуть сприяти просуванню заходів щодо пом’якшення наслідків зміни клімату та збереженню запасів вуглецю, внеску в циркулярну економіку за рахунок використання блакитного вуглецю у виробництві біоенергії, а також пом’якшенню забруднення пластиком і мікропластиком. Для того, щоб природоохоронні ініціативи були успішними, місцеві жителі повинні бути залучені до процесу прийняття рішень. Участь у цих проектах дає негайні переваги, такі як змістовна робота та стабільний дохід. Для інтеграції соціального захисту з діями щодо зміни клімату та економічного відновлення необхідні глобальні коаліції, які призводять до негайних ініціатив. Це необхідно для того, щоб відновити та трансформувати економіку з екологічної точки зору. На основі різних досліджень, проведених на прибережних екосистемах, майбутні проекти можуть бути більше зосереджені на потенціалі виробництва біопалива з біомаси, яка виробляється прибережними екосистемами. Це допоможе у боротьбі зі зростанням рівня парникових газів та зміною клімату на глобальному рівні. Крім того, існує потреба в глобальних колективних зусиллях різних економік для збереження та захисту прибережних екосистем, щоб ми продовжували отримувати від них різноманітні вигоди.

Авторський внесок

S.A.B.: концептуалізація, методологія, написання-оригінал проекту; F.A.M.: написання. рецензування та редагування; I.Q.: написання-рецензування та редагування; H.M.-U.-D.: написання-рецензування та редагування; A.K.B.: написання-рецензування та редагування; A.A.: написання-рецензування та редагування; S.A.W.: написання-рецензування та редагування; Р.B.написання, рецензування та редагування; T.H.T.: написання-рецензування та редагування; N.D.K.P.: написання. рецензування та редагування; D.N.C.написання-рецензування та редагування; S.F.A.: написання-рецензування, нагляд. Всі автори прочитали та погодилися з опублікованою версією рукопису.

Заява про наявність даних

Список використаних джерел

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Роль екосистем блакитного вуглецю у пом’якшенні наслідків зміни клімату [85] (з дозволу Elsevier з використанням ліцензійного номера 5476621301963).

Малюнок 3. Роль екосистем з блакитним вуглецем у пом’якшенні наслідків зміни клімату [85] (з дозволу Elsevier з використанням ліцензійного номеру 5476621301963).

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Таблиця 1. Переваги та недоліки різних методів переробки для перетворення синього вуглецю на біопаливо [220,296,297,298,299,300].

Таблиця 1. Переваги та недоліки різних методів переробки для перетворення блакитного вуглецю на біопаливо [220,296,297,298,299,300].

Методи переробкиЦільові продуктиПеревагиНедоліки
Анаеробне зброджування Біогаз Технологія обробки без процесу сушіння Високий рівень інгібування та солі
Ферментація Біоетанол/біобутанол Високий вміст вуглеводів Низька ефективність при утворенні різних змішаних цукрів
Переетерифікація Біодизель Не потребує процесу зневоднення Низька врожайність
Піроліз/газифікація/зрідження Біо-олія, сингапурський газ, водень, біо-вугілля Швидка швидкість без необхідних хімікатів Високе споживання енергії

Відмова від відповідальності/Примітка видавця: Заяви, думки та дані, що містяться у всіх публікаціях, належать виключно авторам та співавторам, а не МДПІ та/або редактору(ам). MDPI та/або редактор(и) не несуть відповідальності за будь-яку шкоду, заподіяну людям або майну внаслідок будь-яких ідей, методів, інструкцій або продуктів, згаданих у цьому матеріалі.

Поділіться та процитуйте

Bandh, S.A.Малла, Ф.A.; Qayoom, I.; Мохі-Уд-Дін, H.; Butt, A.K.Altaf, A.Wani, S.A.; Betts, R.Truong, T.H.; Pham, N.D.K.та ін. Важливість блакитного вуглецю у пом’якшенні наслідків зміни клімату та забруднення пластиком/мікропластиком і просуванні циркулярної економіки. Сталий розвиток 2023, 15, 2682. https://doi.org/10.3390/su15032682

Bandh SA, Malla FA, Qayoom I, Mohi-Ud-Din H, Butt AK, Altaf A, Wani SA, Betts R, Truong TH, Pham NDK та ін. Важливість “блакитного вуглецю” у пом’якшенні наслідків зміни клімату, забруднення пластиком/мікропластиком та просуванні циркулярної економіки. Сталий розвиток. 2023; 15(3):2682. https://doi.org/10.3390/su15032682

Chicago/Turabian Style

Бандх, Сухаїб A., Фаяз А. Малла, Іртеза Каюм, Хайка Мохі-Уд-Дін, Акса Хуршид Батт, Аашія Алтаф, Шахід А. Вані, Річард Беттс, Тхань Хай Труонг, Нгуєн Данг Хоа Фам та ін. 2023. Важливість блакитного вуглецю у пом’якшенні наслідків зміни клімату та забруднення пластиком/мікропластиком, а також у сприянні сталості циркулярної економіки 15, немає. 3: 2682. https://doi.org/10.3390/su15032682

Зверніть увагу, що з першого випуску 2016 року в цьому журналі використовуються номери статей замість номерів сторінок. Детальніше див. тут.

Перевірка фактів: Чи є сонячна енергетика “загрозою” для сільськогосподарських угідь Великобританії?

“Загроза”, яку представляє для фермерських господарств Великобританії розширення сонячної енергетики, стала питанням передвиборчої кампанії для двох останніх кандидатів у боротьбі за посаду нового прем’єр-міністра країни.

І Ліз Трасс, і Ріші Сунак попередили про “заповнення” сонячними панелями найякісніших сільськогосподарських угідь Великобританії, приєднавшись до хору своїх колег-консерваторів, які нещодавно описали сонячні проекти як небезпеку для сільських громад і постачання продовольства.

Існує певний спротив точці зору, яку просувають Трасс і Сунак. Наприклад, у “Таймс” головний репортер Шон О’Ніл написав, що пара “демонструє приголомшливе невігластво” і “потурає ниючим німцям у своєму крихітному електораті”. У Daily Telegraph головний міський оглядач газети Бен Марлоу написав, що “британські культурні війни досягли таких епічно абсурдних масштабів, що навіть сонце стало ворогом”.

Незважаючи на заяви, наземні сонячні панелі в даний час покривають лише 0.1% всієї землі у Великій Британії.

Навіть плани уряду значно збільшити масштаби сонячної енергетики відповідно до його мети досягти нульового рівня викидів, як очікується, призведуть до того, що цей показник становитиме лише 0.3% території Великої Британії. Це еквівалентно приблизно 0.5% земель, які в даний час використовуються для ведення сільського господарства. і приблизно половина простору, зайнятого полями для гольфу.

У цьому фактчеку Carbon Brief оцінює деякі заяви британських політиків про сонячну енергетику, зроблені за останні місяці, про те, як використовується земля у Великобританії, а також про поняття “агрівольтаїки”. системи, в яких сільськогосподарські угіддя ефективно поєднуються з сонячною енергією.

Чому деякі британські політики стурбовані сонячною енергетикою на фермах?

Ліз Трасс, яка наразі є беззаперечним фаворитом у перегонах за лідерство серед консерваторів, заявила про це на початку серпня в Ексетері:

“Наші поля повинні бути заповнені [нашою фантастичною продукцією] [Вони] не повинні бути заповнені сонячними панелями, і я зміню правила”. Я зміню правила, щоб переконатися що ми використовуємо наші високоцінні сільськогосподарські землі для ведення сільського господарства”.”

“Я думаю, що одне з найбільш гнітючих видовищ, коли ви їдете через Англію. це бачити поля, які повинні бути повні врожаїв або худоби, повні сонячних панелей. каже Ліз Трасс. piccom/yhOpD6y9Cw

– Адам Бєнков (@AdamBienkov) 11 серпня 2022 р

Через два тижні Ріші Сунак написав статтю для Daily Telegraph, в якій, здавалося, повторив риторику свого опонента, заявивши

“За моєї каденції ми не втратимо ділянки наших найкращих сільськогосподарських угідь для сонячних електростанцій. Замість цього, ми повинні подбати про те, щоб сонячні панелі були встановлені на комерційних будівлях, сараях і приватних будинках.”

На посаді прем’єр-міністра Ріші буде боротися за інтереси наших фермерів і захищати наші сільськогосподарські землі

Ця ідея, яку вітали лобісти кліматичних скептиків, не з’явилася нізвідки. Протягом декількох місяців депутати-консерватори виступали проти кількості та розміру нових наземних сонячних електростанцій, що пропонуються, часто посилаючись на місцеві кампанії проти проектів у своїх виборчих округах.

Серед них був Метт Хенкок, колишній міністр охорони здоров’я та міністр енергетики. У статті в Daily Mail він оголосив про плани стояти на парковці супермаркету разом з місцевими активістами на знак протесту проти сонячної ферми площею 2 500 акрів у своєму виборчому окрузі в Західному Суффолку.

Хенкок використав загальний рефрен, заявивши, що “пропозиції щодо сонячних електростанцій часто розміщуються на високоякісних сільськогосподарських землях”, і запропонувавши зосередити увагу на сонячних батареях на дахах будинків. Він також попередив про потенційну можливість пожеж, що виникають через акумуляторні батареї, і заявив, що місцеве поле для гольфу знаходиться під загрозою.

Згідно з парламентським журналом Великобританії Hansard, багато розмов про це питання в парламенті відбулося на двох ключових дебатах. У березні члени парламенту обговорювали будівництво “великих сонячних ферм”, а Брендан Кларк-Сміт, член парламенту від консерваторів у Бассетлоу, заявив, що “загроза для сільськогосподарських земель є суттю проблеми”.

Джеймс Грей, депутат-консерватор від Північного Вілтширу, який у червні домігся проведення дебатів щодо “сонячних електростанцій та акумуляторних батарей”, заявив у парламенті:

“Зараз у моєму виборчому окрузі є величезна кількість заявок на сонячні електростанції. я знаю щонайменше про чотири Вони перетворюють сільську місцевість на індустріальний центр, а це дійсно неприйнятно”.”

Пізніше він підняв питання вторгнення в Україну і пов’язаного з цим тиску на постачання продовольства, заявивши парламенту, що “в такий час, як зараз, використовувати хороші продуктивні землі у Великобританії для сонячних електростанцій. це ганебно”.

Коментарі Грея та думки власників є продовженням історичних побоювань консерваторів щодо будівництва відновлюваних джерел енергії в сільській місцевості, які раніше призвели до фактичної заборони на будівництво нових наземних вітрових електростанцій. зі значними витратами для економіки Великобританії.

Незважаючи на силу почуттів деяких місцевих кампаній, факти свідчать про те, що більшість людей у Великій Британії, в тому числі 73% членів Консервативної партії, підтримують ці проекти.

Урядова стратегія енергетичної безпеки, опублікована в квітні, містить різні заходи для подолання енергетичної кризи у Великобританії та досягнення цілей “чистого нуля”, включаючи обіцянку збільшити потужність сонячної енергетики з 14 гігават (ГВт) до 70 ГВт до 2035 року.

Однак у ньому також міститься звернення до консерваторів, які скептично ставляться до наземних сонячних електростанцій, і обіцянка “провести консультації щодо внесення змін до правил планування з метою посилення політики на користь розвитку на незахищених землях, забезпечуючи при цьому, щоб громади продовжували мати право голосу і щоб захист навколишнього середовища залишався на місці”.

Тим часом в Уельсі лейбористський міністр з питань клімату Джулі Джеймс у березні цього року опублікувала лист, в якому заявила, що її відомство надаватиме пріоритет збереженню високоякісних сільськогосподарських угідь при розгляді сонячних проектів. Вона написала:

“Якщо заявки на встановлення сонячних фотоелектричних панелей на найкращих і найуніверсальніших сільськогосподарських землях постануть перед Департаментом з питань зміни клімату, департамент заперечуватиме проти втрати сільськогосподарських земель, якщо тільки інші суттєві матеріальні міркування не переважатимуть необхідність захисту таких земель”.”

Скільки землі у Великобританії використовується для сонячної енергетики?

Сонячні електростанції у Великобританії в даний час мають загальну потужність близько 14 ГВт. Згідно з аналізом, проведеним галузевою організацією Solar Energy UK з використанням даних Solar Media, 9.6 ГВт цієї потужності припадає на наземні сонячні панелі.

За даними Solar Energy UK, для існуючих проектів потрібно приблизно шість акрів землі на кожен мегават (МВт) потужності, а це означає, що нинішні наземні сонячні електростанції займають приблизно 230 квадратних кілометрів (км2).

Це становить трохи менше 0.1% землі у Великій Британії.

Для порівняння, згідно з даними Corine Land Cover, сільськогосподарські землі займають 56% території Великобританії. Близько 70 000 км2 пасовищ використовується для випасу корів і овець, а близько 67 000 км2. для вирощування зернових і бобових культур.

(Варто зазначити, що нещодавня Національна продовольча стратегія, яка використовує дані Corine Land Cover поряд з іншими джерелами, оцінює, що сільськогосподарські землі покривають 70% території Великобританії).)

Як видно з діаграми нижче, існуючі сонячні електростанції (темно-жовтий колір) в даний час використовують менше землі, ніж поля для гольфу (червоний колір) і аеропорти (помаранчевий колір), які займають 1 256 км2 і 493 км2, відповідно.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

У квітні уряд Великобританії опублікував нову стратегію енергетичної безпеки, в якій виклав плани щодо “збільшення” сонячних потужностей “до п’яти разів” до 2035 року. Це передбачає збільшення наземних сонячних потужностей ще на 38 ГВт.

Оскільки сонячна технологія стає більш ефективною, вона буде вимагати менше місця. “Двосторонні” панелі, наприклад, вловлюють сонячне світло з обох боків панелі.

Департамент бізнесу, енергетики та промислової стратегії пропонує, що майбутня сонячна енергетика потребуватиме від двох до чотирьох акрів землі для виробництва 1 МВт енергії. Якщо припустити, що в середньому на 1 МВт припадає три акра землі, якщо уряд досягне своєї мети збільшити сонячну потужність у п’ять разів, то до 2035 року наземні сонячні електростанції можуть покрити в цілому майже 700 км2. Це дорівнює майже 0.3% поверхні суші Великобританії.

Жовті блоки на діаграмі нижче показують земельний покрив наземних сонячних електростанцій у 2022 році (темно-жовтий) та додатковий земельний покрив майбутніх сонячних електростанцій згідно з планами уряду щодо збільшення потужностей у п’ять разів (світло-жовтий). Сині блоки показують інші типи землекористування у Великобританії.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Наземні сонячні електростанції будуються на декількох типах земель. Однак, навіть якщо всі майбутні наземні сонячні електростанції будуть побудовані на сільськогосподарських землях, вплив на виробництво продуктів харчування у Великобританії в результаті зміни землекористування буде невеликим.

Це можна проілюструвати ідеалізованим прикладом, коли всі 700 км2, необхідні для досягнення мети Великобританії щодо наземних сонячних електростанцій, замінюють землі, що використовуються для вирощування пшениці. В середньому у Великобританії один гектар землі дає близько восьми тонн пшениці на рік. Це означає, що 700 км2. або 70 000 гектарів. теоретично можуть бути використані для вирощування 560 000 тонн пшениці на рік. На основі даних за 2021 рік це становитиме лише 4% річного врожаю пшениці у Великобританії. навіть у цьому екстремальному прикладі.

Чи під загрозою високоякісні сільськогосподарські угіддя?

Незважаючи на дуже малі площі землі, політики-консерватори попереджають, що “найцінніші” і “найкращі” сільськогосподарські землі країни знаходяться під загрозою забудови.

Замість того, щоб критикувати відновлювану енергетику, вони висловлюють занепокоєння щодо правил планування. Сунак заявив, що “перегляне правила планування, щоб забезпечити достатній захист високоякісних сільськогосподарських земель щоб великомасштабні сонячні електростанції не могли бути побудовані на найкращих і найбільш універсальних сільськогосподарських землях”.

Депутати неодноразово згадували про Національні рамки політики планування, які, за словами депутата Джеймса Грея, повинні “перешкоджати використанню сільськогосподарських земель для сонячних електростанцій, а не заохочувати його”. Оновлення політики було заплановано на липень, але було відкладено.

Також підлягає перегляду Національна заява про політику щодо інфраструктури відновлюваної енергетики (EN-3), яка регулює будівництво великомасштабних (понад 50 МВт в Англії) сонячних проєктів. У цьому документі вже міститься рекомендація не використовувати для сонячної енергетики найкращі та найуніверсальніші орні землі “там, де це можливо”.

Однак у ньому додається, що “тип землі не повинен бути домінуючим фактором при визначенні придатності місця розташування ділянки”. Роз Буллейд, заступник директора з питань політики аналітичного центру “Зелений альянс”, розповідає Carbon Brief, що така мова “може бути саме тим, на що націлені” політики.

Незважаючи на риторику, що лунає з Вестмінстера, багато фермерів. які навряд чи добровільно віддадуть свої найкращі землі під сонячну енергію. позитивно ставляться до цієї технології. Не в останню чергу тому, що поля з сонячними панелями все ще можна використовувати для виробництва продуктів харчування. (Див.: Як можна використовувати землю як для сонячної енергетики, так і для сільського господарства?)

Carbon Brief поспілкувався з Томом Мартіном, який запропонував сонячну схему на своїй змішаній фермі в Кембриджширі. Проект передбачає встановлення близько 65 000 сонячних панелей приблизно на 100 гектарах на трьох полях.

Мартін описує ідею встановлення сонячних панелей на пасовищах під час випасу овець як “безпрограшну”:

“Це не “виробити 10 одиниць енергії” або “виробити 10 одиниць їжі”. Це може бути шість одиниць і того, і іншого. А потім, раптом, ваші дві половини виявляються більшими за ціле.”

Вибір полів для сонячних електростанцій залежить від цілого ряду факторів, пояснює Мартін. Це включає, наприклад, найкращий спосіб підключення системи до мережі, а також вибір полів, які, як правило, дають нижчу врожайність.

Крім того, на його фермі завжди спостерігається “плавна” ротація між пасовищами та ріллею, каже Мартін, зазначаючи, що “за останні 10 років ми змінили 200 акрів з пасовищ на ріллю”. Таким чином, навіть повернувши 100 акрів під траву для сонячних панелей, ферма все одно вироблятиме більше зернових, ніж десять років тому.

Представник Національного союзу фермерів (NFU), який представляє десятки тисяч фермерів в Англії та Уельсі, розповів Carbon Brief, що їх “перевага” полягає в тому, що сонячні ферми будуються на сільськогосподарських землях нижчої якості. Але вони додають:

“Виробництво відновлюваної енергії є основною частиною плану НФУ з нульового балансу, а сонячні проєкти часто пропонують хороший варіант диверсифікації для фермерів.”

Кевін МакКенн, менеджер з питань політики в торговельній організації Solar Energy UK, розповідає Carbon Brief:

Сонячна енергетика також допомагає утримувати британських фермерів у бізнесі, забезпечуючи їм стабільний потік доходів. сонячна енергія також означає меншу залежність від газу, який є причиною кризи вартості життя у Великобританії.”

На останньому аукціоні з відновлюваної енергетики, який є основним засобом підтримки урядом Великобританії проектів з відновлюваної енергетики, сонячні проекти отримали набагато нижчі ціни, ніж газ.

Сонячна енергія зараз на 88% дешевша, ніж вважалося десять років тому, заявляє уряд Великобританії. вдвічі дешевша, ніж вартість нової газової електростанції

Просто запуск газової електростанції в лютому 2022 року коштуватиме приблизно в ЧОТИРИ рази більше, ніж ми заплатили б за нову сонячну або вітрову електростанцію

Земля, що використовується для сонячної енергетики, все ще може використовуватися для вирощування як худоби, так і сільськогосподарських культур, часто з невеликим негативним впливом на врожайність. (Див.: Як сонячні панелі впливають на сільське господарство?)

Оскільки дозвіл на будівництво сонячних електростанцій не надається на постійній основі, земля, про яку йде мова, технічно лише тимчасово не використовується і може навіть покращити свою якість, якщо її не обробляти. Крім того, сонячні проекти не обов’язково будуватимуться на сільськогосподарських угіддях.

Департамент навколишнього середовища, продовольства та сільських справ (Defra) чітко дав зрозуміти, що зміна клімату, а не сонячна енергетика, є “найбільшим середньо- та довгостроковим ризиком” для внутрішнього постачання продовольства в країні.

Урядові дослідження показують, що вплив на клімат за сценарієм середнього рівня викидів може скоротити частку найкращих та найбільш універсальних орних сільськогосподарських угідь з базового рівня 38% до 11% до 2050 року. Фермери вже зіткнулися з неврожаєм цього року через екстремальну спеку та посуху влітку.

Аналіз, проведений благодійною організацією CPRE, показав, що 14 415 гектарів (144 км2) найкращих і найбільш універсальних земель були розроблені для несільськогосподарських цілей між 2010 і 2022 роками, що становить загальну втрату лише 0.6% цього типу земель.

З цієї землі лише 1 400 гектарів (14 км2) були використані для розвитку відновлюваної енергетики, включаючи сонячну енергетику. 10% від загальної площі. Для порівняння, 55% були використані для житлового будівництва.

Нарешті, аналіз аналітичного центру Green Alliance показав, що сільськогосподарські культури для виробництва біопалива займають у 77 разів більше землі, ніж та, що використовується для сонячних панелей.

Це важливо, оскільки, як показує аналіз Carbon Brief, гектар сонячних панелей забезпечує від 48 до 112 разів більшу відстань пробігу, коли використовується для зарядки електромобіля, ніж ця земля може забезпечити, якщо використовувати її для вирощування біопалива для автомобілів.

Прем’єр-міністр Ліз Трасс скаржиться на поля, заповнені сонячними панелями

Проте гектар сонячної електростанції забезпечує у 48-112 разів більшу відстань поїздки на електромобілі, ніж використання тієї ж самої землі для виробництва біопалива

Переведення британських земель, які зараз використовуються для виробництва біоетанолу, на сонячну енергію могло б забезпечити паливом чверть усіх британських автомобілів

Як можна використовувати землю як для сонячної енергетики, так і для сільського господарства?

Дебати навколо використання сільськогосподарських угідь для сонячної енергетики часто передбачають, що ці два види діяльності несумісні. Однак концепція “агрівольтаїки”. також відома як агросолярна або агрофотовольтаїка. окреслює різні способи оптимізації землекористування для задоволення подвійних потреб. виробництва енергії та продуктів харчування.

Вперше ця ідея була описана в статті 1982 року, в якій автори “пропонують конфігурацію сонячної електростанції, яка.g., фотоелектрична електростанція, яка дозволяє додатково використовувати задіяну землю в сільському господарстві”.

В агровольтаїчній системі сільськогосподарські культури можуть бути посаджені під піднятими фотоелектричними панелями та між ними. розповідає Carbon Brief д-р М. Райян Хан, інженер-електрик, який вивчає системи відновлюваної енергетики в Східно-Західному університеті в Дакці, Бангладеш:

“Ідея полягає в тому, що якщо ви розмістите сонячні панелі над полями, ви можете отримати вигоду від обох світів.”

Оскільки багато сільськогосподарських культур не потребують повної кількості світла, яке забезпечує сонце, Хан каже, що “додаткове сонячне світло” можна використовувати для виробництва енергії.

Однак агровольтаїчні установки не обмежуються лише вирощуванням сільськогосподарських культур, каже Джордан Макнік, провідний аналітик з питань енергетики, води та землі в Національній лабораторії відновлюваної енергетики в Голдені, штат Колорадо. розповідає він в інтерв’ю Carbon Brief:

“Агрівольтаїка може означати 1 000 акрів середовища проживання запилювачів та місцевої рослинності, що забезпечує екосистемні послуги. Це також може означати 500 акрів овечих пасовищ під панелями. Це також може означати, що на п’яти гектарах хтось вирощує помідори, перець і кавуни під панелями.”

Японія є світовим лідером у галузі агровольтаїки, перші установки в цій країні були введені в експлуатацію в 2004 році. Згідно з документом 2021 року, в Японії налічується майже 2 000 агровольтаїчних установок, а під панелями вирощується понад 120 різних культур. Країна також запустила першу в світі національну програму фінансування для просування технології майже десять років тому.

Сьогодні приклади агровольтаїчних установок можна знайти по всьому світу: пілотні проекти або діючі агровольтаїчні ферми є на кожному населеному континенті. У США, розповідає Макнік для Carbon Brief, переважна більшість агровольтаїчних установок розташовані на землях, які використовуються або як природне середовище існування запилювачів, або як пасовища.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

У 2021 році енергогенеруюча потужність усіх агровольтаїчних систем у всьому світі перевищила 14 гігават, згідно з даними Інституту сонячних енергетичних систем Фраунгофера, який зазначає, що ця потужність “зростала в геометричній прогресії” з початку 2010-х років. Інститут також прогнозує, що одна лише Німеччина має потенціал генерувати 1.7 терават енергії від агровольтаїчних систем.

Зростаючий інтерес до агровольтаїки відображає зростаюче визнання вразливості сільського господарства до зміни клімату, каже доктор Сіта Сістла, еколог-еколог з Каліфорнійського політехнічного державного університету в Сан-Луїс-Обіспо. розповідає вона в інтерв’ю Carbon Brief:

“У всьому світі стало абсолютно зрозуміло, що зміна клімату вже тут, і вона впливає на кожну сферу нашого людського життя, і це особливо актуально з точки зору сільського господарства, землекористування та сталого розвитку земельних ресурсів”. розповідає вона в інтерв’ю “Карбон Бріф”.”

“Враховуючи реальність зміни клімату, яка відчувається в реальному часі зараз, порівняно з тим, що було навіть п’ять чи шість років тому, я б сказала, що люди набагато охочіше розглядають і думають про впровадження сонячної енергетики як про стратегію пом’якшення наслідків зміни клімату, так і про стратегію пом’якшення наслідків зміни клімату для фермерських господарств”.”

Фотоелектричні елементи на фермі можуть забезпечити додаткове, стабільне джерело доходу для фермерів, чиї врожаї можуть стати все більш нестабільними через зміну клімату і все більш часті погодні екстремальні явища, каже Сістла. розповідає вона в інтерв’ю Carbon Brief:

“Сонячні батареї можуть стати опорою для малих фермерських господарств, оскільки вони забезпечують постійний потік доходу на відміну від сільськогосподарських культур, які можуть не давати врожаю або коливатися в ціні”.”

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Мартін, чия ферма в основному орна, але з деякими пасовищами для овець і великої рогатої худоби, каже, що сонячні плани вписуються в ідею відновлюваного землеробства, яке включає тваринництво в орну сівозміну. Він пояснює:

“Однією з причин мого зацікавлення сонячною енергією є те, що на даний момент ми тримаємо овець взимку, і вони пасуться на стерні [те, що залишилося після збору врожаю] і наших озимих покривних культурах”.”

Вівці “чудово перетворюють поживні речовини, які нам вдалося зберегти у рослинній формі протягом зими, на гній, який є чудовим джерелом живлення для наших ярих культур”. каже Мартін.

Однак навесні вівці повертаються на свою ферму, “тому що нам нікуди їх подіти”. каже Мартін:

“У той час як [з сонячним парком], насправді вони могли б залишатися на нашій фермі, а потім переміщатися на дикі трави під сонячними панелями влітку”. Це дійсно дуже гарна цілісна система.”

Існують й інші варіанти, окрім випасу худоби, каже Мартін. Наприклад, ряди сонячних панелей у запропонованій схемі будуть розміщені на відстані чотирьох метрів один від одного. Це означає, що проміжки між ними можна обробляти, оскільки сільськогосподарська техніка. наприклад, комбайни та сівалки для посіву насіння. можуть мати ширину всього три-чотири метри, каже він.

На фермі також є громадський сад, який “міг би дуже добре працювати між панелями”, додає він.

Хоча ці варіанти не такі гнучкі, як голе поле, каже Мартін, наявність сонячних панелей “доповнює нашу більш широку фермерську систему”.

Крім того, за словами Мартіна, висаджування “дійсно біорізноманітної суміші місцевої флори” навколо сонячних панелей. яку “можна змішати з бобовими, травами і травами”. також може сприяти фіксації вуглецю в ґрунті. За його словами, це означало б відновлення вуглецю в ґрунті, виробництво продуктів харчування та одночасне виробництво енергії:

“Тоді ми потрапляємо на територію безпрограшності, і це стає ще більш захоплюючим.”

Експертний аналіз прямо у вашу поштову скриньку.

Отримуйте електронною поштою огляд усіх важливих статей та доповідей, відібраних Carbon Brief. Дізнайтеся більше про наші інформаційні бюлетені тут.

Отримуйте електронною поштою огляд усіх важливих статей та доповідей, відібраних Carbon Brief. Дізнайтеся більше про наші інформаційні бюлетені тут.

Як сонячні панелі впливають на сільське господарство?

Вплив агровольтаїчних масивів на сільськогосподарські культури є активною сферою досліджень, причому деякі культури піддаються впливу системи краще, ніж інші.

Наприклад, високі фруктові та горіхові дерева, які ростуть над піднятими сонячними панелями, можуть блокувати панелі та зменшувати вироблення електроенергії. Але інші рослини, такі як зелень або ягоди, можуть отримати вигоду від додаткової тіні, яку створюють панелі.

Загалом, розповідає Сістла в інтерв’ю Carbon Brief, агровольтаїка добре справляється з низькорослими культурами, які зазвичай збирають вручну, а отже, не потребують нового спеціалізованого обладнання, яке може орієнтуватися на сонячні батареї.

Експериментально доведено, що широкий спектр культур, включаючи помідори, базилік і пасовищну траву, мають таку ж врожайність в агровольтаїчних системах, як і в традиційному сільському господарстві. На пасовищах сонячні батареї підвищують якість корму, вміст води та поживних речовин у рослинній масі та зменшують потребу у воді, каже Сістла.

Наприклад, дослідження, проведене у 2018 році в штаті Орегон у США, показало, що пасовищні трави краще ростуть у тіні сонячних панелей, а “різке підвищення продуктивності” забезпечує на 90% більше біомаси протягом літа завдяки тому, що площі під панелями на 328% ефективніше використовують воду.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Панелі також можуть бути корисними для худоби. Раніше цього року чотирирічне дослідження в Австралії показало, що на фермах, які встановили сонячні панелі, вовна мериносових овець покращилася як за якістю, так і за кількістю. Це було зроблено за допомогою “панелей, що забезпечують притулок для овець і трави”, повідомляє “Independent”.

Так само, як вибір культури може вплинути на потенціал агровольтаїчної системи, так само можуть вплинути клімат і місце розташування.

На заході США, де “багато сонця” і бракує води, агровольтаїчні дослідження дали “дуже багатообіцяючі” результати, каже Макнік.

У посушливих регіонах тінь від фотоелектричних панелей може покращити утримання води та захистити ніжні рослини. Додаткова тінь також може бути корисною для сільськогосподарських робітників та худоби, що пасеться в спекотну погоду, каже Сістла.

На противагу цьому, дослідження показало “набагато більш нюансовані результати” на північному сході США, розповідає Макнік в інтерв’ю Carbon Brief. Протягом типового літа агровольтаїка призвела до зниження врожайності деяких культур. Але в надзвичайно спекотне або посушливе літо результати подібні до тих, що спостерігаються в посушливих регіонах. Таким чином, агровольтаїка може допомогти пом’якшити деякі кліматичні екстремальні явища, каже він.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Хоча більша частина агровольтаїчних досліджень сільськогосподарських культур була зосереджена на овочах, з’являється все більше доказів того, що такі установки можуть бути прибутковими в системах “основних культур”. тих, що вирощують основні культури, такі як рис, пшениця і кукурудза, які, як правило, менш витривалі до тіні. каже Хан.

Дослідження 2019 року показало, що фотоелектричні панелі, встановлені на палях, можуть бути встановлені на кукурудзяних полях без зменшення виробництва кукурудзи. А нещодавнє дослідження, над яким працював Хан, показало, що агровольтаїка, розгорнута на рисових полях, “завжди буде прибутковою” через взаємозв’язок між врожаєм та електроенергією. За його словами, при правильній державній політиці та стратегіях дрібні фермери можуть здавати свої землі в оренду енергетичним компаніям в обмін на частину прибутку від панелей.

Так само, як фотоелектричні панелі можуть впливати на посіви під ними, посіви можуть впливати на ефективність панелей, розташованих вище. Одне дослідження 2019 року показало, що потенціал виробництва фотоелектричної енергії на орних землях насправді більший, ніж на інших типах земель, через охолоджуючий ефект випаровування сільськогосподарських культур.

Хан розповідає Carbon Brief, що це дослідження не враховує, що підвищена відносна вологість може прискорити деградацію панелей. Замість 25-річного терміну служби звичайної фотоелектричної панелі, агровольтаїчна панель може прослужити лише 20 років, каже він, що слід враховувати при плануванні такої панелі та оцінці її економічного потенціалу.

Тривалий термін експлуатації агровольтаїчної установки означає, що для забезпечення довгострокового успіху необхідно ретельне планування, каже Макнік. У нещодавньому звіті NREL (pdf) викладено ряд міркувань щодо успішного розгортання агровольтаїки. Серед інших рекомендацій, Макнік каже, що отримання підтримки від фермерів має першорядне значення для успіху. розповідає він в інтерв’ю Carbon Brief:

“Партнерські відносини, які розвиваються відразу між девелопером сонячної енергетики та сільськогосподарським підприємством, є абсолютно важливими. Вони повинні працювати разом з самого початку, щоб переконатися, що у вас дійсно є успішна домовленість, де хтось захоче займатися фермерством протягом наступних 20 років, тому що сонячні проекти триватимуть 20, 25, 30 років. Ви захочете, щоб хтось займався фермерством всі ці роки.”

Огляд сонячного генератора Geneverse HomePower One

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Рекомендації обираються редакторами Reviewed незалежно один від одного. Покупки, здійснені за посиланнями нижче, можуть принести нам та нашим партнерам комісію.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії
факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Мінуси

Примітка редактора: Generark тепер називається Geneverse.

Перебої з електрикою трапляються скрізь. Хоча зазвичай наслідки такі незначні, як відсутність можливості перевірити протягом декількох хвилин, тривалі відключення електроенергії можуть мати дорогі і потенційно смертельні наслідки. Портативна генерація електроенергії на місці. це чудовий спосіб забезпечити безпеку вашого будинку та сім’ї, коли електроенергія відключається на кілька годин, днів або тижнів.

Традиційні стаціонарні електрогенератори. це гучні, важкі машини, які працюють на бензині та потребують регулярного обслуговування. Вони також виділяють смертельно небезпечний чадний газ, тому їх потрібно тримати на вулиці.

Однак досягнення в галузі акумуляторних технологій за останні кілька років зробили акумуляторні батареї життєздатною альтернативою. Geneverse HomePower One (доступна на Amazon). це резервна електростанція, призначена для забезпечення надійного, відносно тривалого живлення, щоб допомогти вам пережити надзвичайну ситуацію.

А коли ви об’єднаєте акумуляторну систему з панелями SolarPower One від Geneverse, ви отримаєте комплект живлення, який забезпечить ваш будинок електроенергією до моменту, коли знову з’явиться світло.

Що таке система Geneverse HomePower One та SolarPower One

Я мав змогу використовувати системи Geneverse HomePower One та SolarPower One протягом декількох тижнів у своєму будинку. На щастя, у нас ніколи не було надзвичайних ситуацій, але я випробував його на міцність.

Я використовував його для живлення холодильника протягом дня, запускав мою каструлю швидкого приготування і рисоварку (він не може живити плиту), і навіть приніс його в свою майстерню, щоб побачити, як він працює з електроінструментами.

Загалом, я був вражений. Хоча він не забезпечить електроенергією весь ваш будинок, він збереже вашу їжу холодною, дасть вам достатньо енергії для приготування основних страв і дозволить вам використовувати більшість необхідних медичних приладів.

Пов’язаний вміст

  • факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

особливість

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

найкращий-прямо-тепер

Коли настає час заряджатися, сонячні панелі справляються напрочуд добре, за умови, що це не похмурий день. Якщо день похмурий, в крайньому випадку ви можете зарядити його через додаткову розетку автомобіля.

І так, ви можете продовжувати користуватися живленням, поки пристрій заряджається.

На додаток до аварійного домашнього використання, я також бачу застосування цього продукту як джерела живлення на будівельному майданчику. Він легко живив мій фрезер, шліфувальну машину, дриль та циркулярну пилку, хоча не зовсім впорався із завданням живлення настільної пилки та торцювальної пилки.

Загалом, якщо ви шукаєте не бензинову аварійну систему резервного живлення, HomePower One та супутня SolarPower One. чудовий вибір.

Про Geneverse HomePower One

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Цей багатофункціональний генератор не тільки портативний, але й достатньо адаптований для використання в приміщенні або на вулиці.

  • Потужність 1 002 ват-години (Вт-год)
  • До семи днів автономної роботи, залежно від режиму використання
  • Кілька виходів живлення: 2 виходи USB-C з потужністю 18 Вт, 1 USB-A з потужністю 5 В/2.4А, 1 USB-A з технологією швидкої зарядки Qualcomm Quick Charge 3.0, і 1 автомобільна розетка на 12В/10А.
  • Зберігає заряд до одного року
  • 5-річна гарантія
  • Дисплей, що легко читається
  • Просте налаштування та використання

Про Geneverse SolarPower One

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Більш сталий спосіб енергозабезпечення вашого будинку. без небезпеки бензинового генератора.

  • 100 Вт на кожну панель
  • На 50% більше перетворення енергії, ніж у традиційних сонячних батарей
  • Також підтримує зарядку через USB-C та USB-A
  • Швидке налаштування
  • 5-річна гарантія

Що нам подобається

Чиста і тиха робота для використання в приміщенні

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

У разі шторму або відключення електроенергії в місті, сонячний генератор Geneverse може забезпечити тривале використання ваших приладів завдяки акумулятору ємністю 1 002 Вт-год.

Традиційні генератори, що працюють на бензині, галасливі та смердючі, і з міркувань безпеки та здорового глузду їх потрібно тримати на вулиці. Однак HomePower One. це просто велика батарея. Це абсолютно безпечно для використання в тій же кімнаті, де ви знаходитесь. Потрібен тостер? Занесіть на кухню. Потрібне світло в підвалі? Візьміть його з собою.

Легка та мобільна. Вам не доведеться протягувати подовжувачі через відкриті вікна взимку або турбуватися про те, що ви перечепитеся через них у вітальні. Зберігайте його в приміщенні і використовуйте без жодних побоювань.

Кілька виходів живлення

Geneverse визнає, що наші потреби в енергії змінюються протягом дня, і HomePower One має виходи, які підходять практично для кожного випадку використання. 3 розетки змінного струму живлять звичайні електроприлади та освітлення, а колекція виходів USB та micro USB дозволяє заряджати пристрої, щоб ми могли залишатися на зв’язку, бути в курсі подій та бути поінформованими в надзвичайних ситуаціях.

А завдяки великій кількості різних виходів HomePower One може живити кілька пристроїв одночасно, якщо вони не перевищують його потужності.

Надзвичайно просте налаштування

Я був скептично налаштований, коли в інструкції було сказано, що сонячну систему можна встановити за 30 секунд або менше. Але він дійсно може.

Просто винесіть панелі на сонце, розгорніть їх, підключіть до зарядного пристрою HomePower One, і вони негайно почнуть генерувати енергію. Якби я купив їх для себе, то зробив би якусь підставку, щоб захистити їх від снігу, бруду та бруду. Для цілей тестування вони чудово працювали на капоті мого автомобіля.

Дякуємо за реєстрацію.

Ви готові до отримання останніх новин від Reviewed. Розкажіть нам трохи більше про себе, щоб ми могли краще познайомитися.

Що нам не подобається

Чесно кажучи, небагато. Недоліки системи здебільшого пов’язані з типом живлення, а не з самим пристроєм.

Сонячні панелі не дуже добре працюють у похмурі дні

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Для оптимальної зарядки обирайте яскраві сонячні дні.

Я тестував HomePower One у лютому та березні в Новій Англії. У сонячні дні панелі працюють досить добре, виробляючи від 100 до 120 Вт, що дозволяє повністю зарядити пристрій за дев’ять або 10 годин.

Однак у похмурі зимові дні ця потужність падала до 15 Вт, що не давало змоги повністю зарядити пристрій до настання ночі. Хоча трохи енергії, безумовно, краще, ніж її відсутність, ви будете залежати від погодних умов після того, як розрядите початковий заряд.

Обмежена ємність

Geneverse стверджує, що пристрій може забезпечувати живлення до семи днів. І я впевнений, що це так, якщо ви заряджаєте лише телефон.

Однак, більшість людей без електрики не проживуть і семи днів до того, як їм знадобиться підзарядка. І, треба віддати належне Geneverse, у компанії є перелік розрахунків часу роботи різних приладів від генератора.

Наскільки я можу судити, ці оцінки досить близькі. Я зміг живити свій холодильник близько 11 годин, перш ніж батарея розрядилася. Приготування однієї страви в моїй каструлі швидкого приготування забирало близько 10% заряду акумулятора. Кілька годин роботи по дереву забрали ще близько 30% електроенергії.

Я також намагався використовувати кілька кухонних приладів одночасно (як каструлю швидкого приготування, так і рисоварку), і Geneverse не змогла впоратися з обома приладами одночасно.

Вимикається без попередження

Це єдина справжня претензія, яку я маю до дизайну системи. Коли він перевантажений, він вимикається. Що чудово. ніхто не хоче, щоб батарея перегрілася і почалася пожежа. Однак немає жодного попередження, коли це трапляється.

Коли я перевантажив акумулятор, намагаючись запустити кілька приладів, я не знав, що він вимкнувся через 10 хвилин, коли я пішов перевірити вечерю. Отже, ви хочете перевірити його, особливо якщо він часто заряджає щось, що випадає з поля зору, наприклад, холодильник.

Гарантія

Geneverse пропонує 5-ти річну обмежену гарантію на продукти HomePower One та SolarPower One, а також 30-денну політику повернення. Якщо протягом п’яти років буде виявлено дефект продукту, Geneverse обміняє його на новий.

Чи варто купувати Geneverse HomePower One та SolarPower One?

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Незважаючи на те, що вони трохи круті, ми не сумніваємося, що Geneverse HomePower One і SolarPower One. це зручний дует, який варто мати під рукою.

Так.

Немає сумнівів, що бензиновий генератор з такою ж потужністю буде коштувати дешевше, ніж Geneverse HomePower One. Але це також більше клопоту та більше роботи.

Якщо ви хочете відмовитися від газових джерел енергії або просто живете в місці, де неможливо встановити газовий генератор, наприклад, у квартирі, тоді Geneverse. це фантастичне рішення для вас.

Навіть якщо ви купуєте його лише для надзвичайних ситуацій, немає сумнівів, що ви зможете знайти йому набагато більше застосувань. Я бачу, що ці пристрої чудово підходять для кемпінгу, наприклад.

Це якісний продукт, який робить саме те, що заявляє компанія. Тримаючи його під рукою, повністю зарядженим, ви і ваша сім’я будете почуватися спокійно

Експерти Reviewed врахують усі ваші потреби в покупках. Слідкуйте за відгуками Перевірено на Instagram, TikTok або Flipboard для останніх пропозицій, оглядів продуктів та багато іншого.

були точними на момент публікації цієї статті, але можуть змінюватися з часом.

найкращих сонячних генераторів і чому вони не зменшують викиди вуглецю без компенсацій

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Наша планета безумовно потребує допомоги для зниження рівня парникових газів, а оскільки одним з найбільших забруднювачів є виробництво електроенергії, пошук альтернативних методів має сенс. Але чи є сонячні генератори відповіддю? Ви можете бути здивовані, дізнавшись, що хоча сонячні генератори та панелі допомагають знизити рівень викидів, вони не можуть усунути їх без сторонньої допомоги.

Сонячні генератори пройшли довгий шлях за останні 10-15 років, але якщо ви серйозно ставитеся до зменшення вуглецевого сліду, є кілька важливих речей, які потрібно знати, перш ніж купувати генератор для наступного походу або прикріплювати сонячні панелі до даху.

Ми знаємо, що сонячні панелі успішно використовуються в багатьох куточках світу як надійне, екологічно чисте джерело енергії. Отже, як це перекладається на домашнє використання за допомогою генераторів? І чи можете ви зменшити викиди вуглекислого газу, використовуючи лише їх? У цій статті розглядаються ці питання та пропонуються огляди найефективніших генераторів 2022 року.

Портативна електростанція Yeti 1500x

Висока потужність у зручному розмірі.

Портативна електростанція Jackery Explorer 1000

Надзвичайно легка за низькою ціною.

Портативна електростанція MaxOak BLUETTI EB150

Розумні вати при трохи більшому розмірі.

Портативна електростанція ALLWEI

Менша потужність, але набагато доступніша за ціною.

Сонячний генератор Sunbox Labs

Ідеально підходить для кемперів і дуже легка.

Портативна електростанція EF EcoFlow Delta

Мегапотужний для живлення будь-чого, не надто важкий, щоб легко транспортувати.

Природний генератор

Важча, але зручні колеса полегшують переміщення.

Як працюють сонячні панелі?

Не заглиблюючись у науку, можна сказати, що сонячні панелі працюють за тим самим принципом, що й фотосинтез, але, на відміну від рослин, вони перетворюють сонячне світло в енергію, а не синтезують вуглекислий газ, їжу та воду. Сучасні сонячні панелі мають приблизно 20-відсоткову ефективність за стандартних умов, хоча, звичайно, багато факторів, таких як місце розташування, погода і навіть температура, можуть впливати на цей показник.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Після того, як панелі виробляють енергію, все стає трохи складніше. Більшості з нас потрібне надійне, стабільне джерело електроенергії для гаджетів та основних побутових приладів, тому сонячні генератори зберігають сонячну енергію, яку вони створюють, і вивільняють її надійним і стабільним способом.

Факти про сонячну енергетику

Сонячні панелі забезпечують відносно дешеву та недорогу енергію. Насправді, на відміну від викопного палива, яке, за даними Агентства енергетичної інформації США, забезпечило понад 60% виробництва електроенергії в Америці в 2020 році, 1 виробництво відновлюваної енергії все ще перебуває в зародковому стані. Але, як вартість, так і ефективність сонячних елементів покращуються роками. В результаті вартість сонячної енергії знизилася в 400 разів за останні 45 років а домашні сонячні панелі виробляють приблизно в 18 разів менше вуглекислого газу (парникового газу), ніж вугілля.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Однак домашні панелі та супутнє обладнання, яке вони вимагають, можуть бути дорогими. Як довгострокова інвестиція, сонячна енергія в кінцевому підсумку заощадить ваші гроші, і існує ряд федеральних стимулів для підтримки їх встановлення в будинках, але початкові витрати є великими. Але це не означає, що ціна не варта того для навколишнього середовища Варта.

Противники сонячних панелей люблять вказувати на те, що для людей, які живуть десь, де буває лише 20 сонячних днів на рік, вони не працюватимуть. Крім того, вони стверджують, що виробництво панелей генерує забруднення. Це пов’язано з тим, що деякі компоненти панелей та пов’язаних з ними батарей містять деталі, які спричиняють забруднення при видобутку або важко утилізуються після того, як вони застаріли.

Хоча ці твердження справедливі, хороша установка сонячних панелей може прослужити до 40 років, а типові сонячні панелі для житлових будинків мають вуглецевий слід, який приблизно в 18 разів менший, ніж вуглецевий слід вугілля, і приблизно в 10 разів менший, ніж слід природного газу, тому вони залишаються життєздатним варіантом для зменшення вашого екологічного сліду.

Тільки Америка виробила понад 5 мільярдів метричних тонн CO2 для виробництва електроенергії у 2019 році, 2 а решта світу виробила ще 28 мільярдів метричних тонн. Альтернативні форми енергії можуть почати зменшувати ці величезні цифри. Щоб визначити кількість ваших викидів, ви можете скористатися калькулятором екологічного сліду.

Як дізнатися, чи підходить мій будинок для встановлення сонячних панелей?

Дізнатися, чи є ваш будинок хорошим кандидатом для встановлення сонячної установки, легко. Google, одна з перших великих компаній, яка стала повністю вуглецево-нейтральною у 2007 році, має програму під назвою Project Sunroof, яка дозволяє вам ввести свою адресу та середній рахунок за електроенергію (щоб вони могли розрахувати ваші заощадження), і інструмент скаже вам, чи доцільно використовувати сонячну енергію для вашого будинку. 3

Це важливо знати, оскільки більшість генераторів вимагають встановлення сонячних панелей.

Чотири найкращі сонячні генератори?

“Найкращі”. досить суб’єктивне слово але ці генератори дійсно виділяються на 2022 рік.

Майте на увазі, що існують різні типи генераторів та систем. Наприклад, якщо ви хочете відключитися від електромережі на своєму автофургоні, вам знадобиться портативна система для кемпінгу. Для порівняння, якщо вам потрібен резервний генератор на випадок, якщо мережа вийде з ладу або виникнуть проблеми, вам доведеться шукати важчу (і дорожчу) домашню систему.

факт, сонячна, енергія, загрозою, угідь, великобританії

Крім того, більшість цих генераторів. потребують сонячних панелей. Не забудьте закласти в бюджет сонячні панелі на конкретні моделі та проконсультуватися з постачальником щодо найкращих практик встановлення.

Залишити відповідь