Китайские ученые нашли рецепт, как победить глобальное потепление

Китайские ученые придумывают, как победить глобальное потепление. В сотрудничестве с исследователями из США и Германии ученые из Института почвоведения Китайской академии наук предложили способы по сокращению выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве. Способы помогут достичь углеродной нейтральности в производстве продуктов питания.

Согласно оценке исследовательской модели, общий объем выбросов углекислого газа при производстве основных сельскохозяйственных культур Китая, включая рис, пшеницу и кукурузу, составляет 670 миллионов тонн. Снизить эти объемы в разы позволило бы внедрение пиролиза (то есть управляемой термической переработки) биомассы. Это позволит вырабатывать дополнительную электроэнергию, а не только уменьшать выбросы углерода, метана и азота. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Food.

— Открытый нами новый путь позволит достичь углеродной нейтральности при выращивании зерна без ущерба для его производства. Это также может сократить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, сделает более эффективным использование удобрений на 30 процентов, — говорит ведущий ученый из Института почвоведения Китайской академии наук Янь Сяоюань.

Исследование проводилось Институтом почвоведения CAS в партнерстве с несколькими другими исследовательскими институтами, включая Китайский сельскохозяйственный университет, Университет Цинхуа и Корнельский университет.

Китайское отопление пережило «Зеленую революцию»

Глобальное потепление — гигантская проблема Китая как промышленно развитого государства. Китай — мировой лидер по выбросам парниковых газов: на страну приходится треть всей общемировой эмиссии от сжигания ископаемого топлива, нефти, газа и угля. Таким образом, Китай производит больше парниковых газов, нежели США и Евросоюз вместе взятые.

Система централизованного зимнего отопления в Китае — один из крупнейших в мире систем энергопотребления. И она же один из главных загрязнителей атмосферы.

Уголь многие годы был основным источником тепловой энергии в Китае — на его долю приходилось 83%. В 2013 году Китай ввел «План действий по предотвращению загрязнения воздуха», который подразумевал переход на более чистые виды топлива — это природный газ, биотопливо, солнечная и геотермальная энергия, а также излишки тепла промышленных предприятий.

А уже в 2017 году китайское правительство пообещало ускорить переход на «зеленое» отопление — в сравнении с ранее принятым базовым сценарием. И даже эти цели были достигнуты с опережением графика: уже в 2021 году в главных китайских мегаполисах на ТЭЦ фактически отказались от вредоносного угля.

Исследователи из Нанькайского университета подсчитали, что новая государственная политика Китая способствовала не только снижению углеродных выбросов, но и в целом — очищению атмосферы в крупных городах, от Пекина до Тяньцзиня. В частности, снизилась эмиссия диоксида серы, который был одним из главных компонентов смога.

— «Зеленая» политика по переходу на экологически чистое отопление привело к значительному сокращению загрязнения воздуха в материковом Китае. И это в итоге принесло значительную выгоду общественному здравоохранению, — говорит профессор Цзунбо Ши.

Китайцы научились утилизировать «излишки» тепла

Китайские ученые бьются над проблемой, как избавиться от «тепловых» излишков. Ради этого они создают новые технологии энергетики будущего. В частности, команда ученых из Института исследования металлов при Китайской академии наук создала «тепловую батарею». Она будет извлекать тепловую энергию из низкотемпературных источников отработанного тепла и повторно использовать эту энергию — например, для отопления жилых помещений.

Сейчас около 70% потребляемой в мире первичной энергии рассеивается после преобразования — главным образом в виде тепла. Так что сбор и повторное использование «потерянной» энергии является как прибыльным, так и экологичным.

Новая батарея, которую изобрели китайцы, основана на тиоцианате аммония. Это соль аммония, которая давно известна и используется во многих отраслях промышленности: например, в производство красителей, искусственных смол и даже спичек. Недавно выяснилось, что тиоцианат аммония обладает еще и уникальными физическими свойствами — это вещество способно «впитывать» и накапливать тепловую энергию.

Китайцы применили в своей «тепловой батарее» так называемый барокалорический эффект: химическое вещество поглощало тепло при повышении давления и выделяло тепло при снижении давления. Таким образом батарея легко заряжается и разряжается.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science Advances. Соавтор исследования профессор Ли Бин говорит, что «тепловая батарея» открывает новую страницу в борьбе с глобальным потеплением.

Помимо хранения «излишков» тепла на тепловых электростанциях, батарея также найдет широкое применение в других областях, таких как твердотельное охлаждение, интеллектуальные сети и управление теплом в домах. Все это будет способствовать усилиям Китая по достижению углеродной нейтральности к 2060 году.