Что такое парниковые газы кратко

Обновлено: 05.07.2024

Парниковые газы (greenhouse gases) — это газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и высоким поглощением в инфракрасном диапазоне. Простыми словами, они пропускают солнечный свет, и при этом задерживают исходящее от земной поверхности тепловое (инфракрасное) излучение.

Их присутствие в атмосфере обеспечивает так называемый парниковый эффект, с которым связана средняя температура на планете. Этот механизм впервые описал математик и физик Жозеф Фурье в 1827 году.

Какие парниковые газы наиболее опасны

Основной парниковый газ в атмосфере Земли — это водяной пар (H₂O), ответственный за большую часть (до 70%) парникового эффекта. Еще один газ — озон (O₃), защищающий планету от ультрафиолетового излучения Солнца. За их содержание в атмосфере отвечают в основном природные процессы.

Ряд парниковых газов имеют антропогенное происхождение. В результате развития промышленности, энергетики и транспорта их концентрация в атмосфере растет, что приводит к усилению парникового эффекта, повышению средней температуры и изменениям климата.

К таким газам относятся:

Углекислый газ (он же диоксид углерода, CO₂). Попадает в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива, твердых отходов, деревьев и других биоматериалов, а также в ходе ряда химических реакций (например, при производстве цемента). На 2015 год на него приходилось 76% парниковых выбросов по всему миру;

Метан (CH₄). Выделяется в результате сельскохозяйственной деятельности, при добыче и транспортировке угля, природного газа и нефти, а также в ходе распада органических отходов на свалках. На 2015 год составлял 16% от глобальных парниковых выбросов;

Закись азота (он же оксид азота, N₂O). Основные источники — сельское хозяйство, промышленность, сжигание ископаемого топлива и отходов, а также очистка сточных вод. Доля закиси азота в мировых парниковых выбросах на 2015 год — всего 6%, однако парниковая активность у нее почти в 300 раз выше, чем у углекислого газа;

Фреоны (синтетические фтор-, хлор- и бромсодержащие производные метана, этана и других насыщенных углеводородов; обозначаются такими аббревиатурами, как CFC, HFC, HCFC). Выделяются в результате различных промышленных процессов, являются наиболее мощными парниковыми газами (парниковая активность в тысячи раз выше, чем у углекислого газа) и потому крайне опасны даже несмотря на низкую долю в общемировых выбросах (около 2% на 2015 год).

Как регулируются парниковые выбросы

Влияние концентрации отдельных парниковых газов в атмосфере на глобальную температуру стали предметом научных исследований с начала XX века. В 1958 году британский климатолог Чарльз Килинг в обсерватории на вулкане Мауна-Лоа (Гавайи) начал непрерывное наблюдение за содержанием углекислого газа. Данные этих исследований стали одним из первых научных подтверждений антропогенного вклада в современные климатические изменения.

Первым международным документом, направленным на снижение антропогенной нагрузки на атмосферу Земли, стала Рамочная конвенция ООН об изменении климата 1992 года. В 1997 году в дополнение к ней был принят Киотский протокол, обязавший ряд развитых стран и индустриальных государств с переходной экономикой сократить или стабилизировать парниковые выбросы. В 2015-м на смену ему приняли Парижское соглашение по климату, в котором требования по снижению выбросов были сформулированы уже для всех подписавших документ 195 стран.

В закон вводятся новые понятия и определения. Парниковые газы – одно из них. Вопросов вокруг этой темы становится все больше, поэтому в материале перед вами мы постараемся разобраться в них.

1. Парниковые газы: с чего все началось

В России для снижения выбросов парниковых газов и уменьшения опасности глобального потепления предпринят ряд шагов. По данному вопросу разработана законодательная база. В первую очередь была создана Климатическая доктрина РФ. В рамках ее реализации издан Указ Президента РФ от 30 сентября 2013 г. N 752 “О сокращении выбросов парниковых газов”.

Согласно указу Правительству необходимо было обеспечить к 2020 году сокращение объема выбросов парниковых газов до уровня не более 75 % объема выбросов в 1990 году. Кроме того, планировалось утвердить в 6-месячный срок план мероприятий по обеспечению установленного объема выбросов парниковых газов, предусмотрев в нем разработку показателей сокращения объемов выбросов парниковых газов по секторам экономики.

В соответствии с данным Указом был создан План мероприятий по обеспечению к 2020 году сокращения объема выбросов парниковых газов до уровня не более 75 % объема указанных выбросов в 1990 г. (согласно Распоряжению Правительства РФ от 2 апреля 2014 г. N 504-р).

2. Что является парниковыми газами?

Парниковые газы – это газообразные вещества природного или антропогенного происхождения, которые поглощают и переизлучают инфракрасное излучение.

Киотский протокол регулирует вопросы по шести парниковым газам. Таким образом, парниковыми газами являются:

углекислый газ (CO2);
метан (CH4);
закись азота (N2O);
гидрофторуглероды (ГФУ);
перфторуглероды (ПФУ);
гексафторид серы (SF6).

3. План по сокращению объема выбросов парниковых газов

План состоит из трех блоков:

Формирование системы учета объема выбросов парниковых газов;
Выполнение оценки и прогноза объема выбросов парниковых газов на период до 2020 года и на перспективу до 2030 года. Включая оценку потенциала сокращения объема выбросов по секторам экономики;
Меры государственного регулирования объема выбросов парниковых газов.

Для выполнения первого блока плана мероприятий в 2015 г. была принята Концепция формирования системы мониторинга, отчетности и проверки объема выбросов парниковых газов в РФ. Подробнее с ней можно ознакомиться в Распоряжении Правительства РФ от 22 апреля 2015 г. N 716-р г. Москва).

4. Инвентаризация выбросов парниковых газов

Для того, чтобы субъекты РФ могли провести инвентаризацию выбросов парниковых газов, утверждены Методические рекомендации по проведению добровольной инвентаризации объема выбросов парниковых газов в субъектах РФ.

Эти рекомендации служат инструментом для оценки общих выбросов парниковых газов антропогенного происхождени

я на основе статистических и других данных органами исполнительной власти субъектов РФ.

Рекомендуется проводить добровольную инвентаризацию 1 раз в год. Использование Методических рекомендаций субъектами РФ позволяет:

Определить объемы текущих антропогенных выбросов парниковых газов в пределах их административных границ;
Подготовить и представить отчеты для информирования заинтересованных лиц;
Готовые отчеты о результатах инвентаризации – основа формирования долгосрочных целей по сокращению выбросов парниковых газов.

В целом, данное руководство предназначено не для рядовых природопользователей. Это подразумевает глобальную работу по сбору данных по всем источникам парниковых газов, их обработке, анализу. Для анализа применяются специальные математические и статистические методы. Так составляется общая картина того, как парниковые газы загрязняют атмосферу.

5. Расчет выбросов парниковых газов

Кроме того, во исполнение плана мероприятий разработаны методические указания для установления порядка количественного определения выбросов парниковых газов. А именно, для целей мониторинга, отчетности и проверки объема парниковых газов в соответствии с упомянутой выше Концепцией. Утверждение порядка расчета выбросов парниковых газов, их мониторинга, отчетности и проверки может быть осуществлено только государственными органами.

На момент выхода пакета упомянутых документов обычным предприятиям пока волноваться было не о чем. Федеральный закон о государственном регулировании выбросов парниковых газов тогда отсутствовал, соответственно, делать расчеты парниковых газов от собственного производства было не обязательно.

6. Постановка на учет объектов НВОС

Отметим, что в конце 2015 года была утверждена форма заявки для постановки на учет объектов НВОС (негативного воздействия на окружающую среду). При внесении данных о конкретном источнике выбросов вредных веществ в атмосферу, в форме заявки требовалось внести данные о фактической массе выбросов углекислого газа. Через некоторое время форма заявки была дополнена.

Обратите внимание – в пункте 2 раздела II “Сведения о воздействии объекта на окружающую среду” слова “фактическая масса выбросов углекислого газа” заменены на “фактическая масса выбросов парникового газа в пересчёте на углекислый газ (СО2-эквивалент)”. В качестве пояснения указано, что расчет данного показателя производится по Приказу Минприроды России от 30.06.2015 N 300. При этом фактическая масса выбросов парниковых газов определяется в пересчёте на углекислый газ.

7. Отчет о косвенных энергетических выбросах

Приказ Минприроды России от 29 июня 2017 года N 330 “Об утверждении методических указаний по количественному определению объема косвенных энергетических выбросов парниковых газов” был выпущен согласно п. 5 Плана мероприятий.

Методические указания предназначены для организаций, осуществляющих хозяйственную и иную деятельность на территории РФ. Методика устанавливает порядок количественного определения объема косвенных энергетических выбросов, образующихся в результате потребления организациями электрической и тепловой энергии, полученной от внешних генерирующих объектов. Это требуется для целей мониторинга, отчетности и проверки объема выбросов парниковых газов.

Количественное определение объемов косвенных энергетических выбросов проводится за календарный год отдельно для каждого филиала и обособленного подразделения, либо в целом по организации. Определение объема косвенных энергетических выбросов осуществляется региональным и рыночным методами. Методические указания включают рекомендации по содержанию и оформлению отчета о косвенных энергетических выбросах за отчетный период.

8. Новый закон об ограничении парниковых газов 2021

Наконец, в 2021 году появился обещанный федеральный закон, касающийся регулирования выбросов парниковых газов. Он определяет основы правового регулирования отношений в сфере хоз. и иной деятельности, которая сопровождается выбросами парниковых газов и осуществляется на территории РФ, а также на континентальном шельфе, в исключительной экономической зоне РФ, российском секторе Каспийского моря. Закон вступает в силу 30 декабря 2021 г.

В законе содержатся принципы ограничения выбросов парниковых газов. А также меры по ограничению их выбросов, среди которых:

Государственный учёт
Установление целевых показателей сокращения
Поддержка деятельности по сокращению выбросов парниковых газов и увеличению их поглощения.

Порядок создания и ведения реестра выбросов парниковых газов и порядок представления регулируемыми организациями отчетов о выбросах парниковых газов устанавливается Правительством РФ.

Кроме того, Правительство устанавливает целевой показатель сокращения выбросов парниковых газов для отраслей экономики. Уполномоченные федеральные органы исполнительной власти прогнозируют выбросы парниковых газов и осуществляют оценку достижения установленных целевых показателей сокращения их выбросов. А также утверждают методики количественного определения объемов их выбросов и ведут кадастр парниковых газов.

9. Отчет о выбросах парниковых газов

Нужно ли организациям вести учет парниковых газов и отчитываться об их выбросах? Закон определят, что организации НУЖНО предоставлять данную отчетность, если ее деятельность сопровождается:

Выбросами парниковых газов, масса которых эквивалентна 150 и более тысячам тонн углекислого газа в год за период до 1 января 2024 года;
Выбросами парниковых газов, масса которых эквивалентна 50 и более тысячам тонн углекислого газа в год за период с 1 января 2024 года.

Ожидается, что более точные критерии по отраслям будут установлены Правительством.

Регулируемые организации, выбросы которых 150 и более тысяч тонн углекислого газа в год, представляют отчеты о выбросах парниковых газов, начиная с 1 января 2023 года. А регулируемые организации, выбросы которых эквивалентны 50 и более тысячам тонн углекислого газа в год, представляют отчеты – с 1 января 2025 года.

Кроме того, регулируемые организации ежегодно представляют отчеты о выбросах парниковых газов до 1 июля года, следующего за отчетным. В порядке и по форме, которые устанавливаются Правительством. ЮЛ и ИП вправе представлять отчеты о выбросах парниковых газов добровольно. Но только если они не попадают под критерии и не относятся к регулируемым организациям.

Парниковые газы будут учитываться в рамках государственного учета уполномоченным органом исполнительной власти. А данные учета впоследствии послужат основой кадастра парниковых газов. Уточним, что перечень газов, которые будут отражены в реестре, утвердит Правительство.

10. Климатические проекты

ЮЛ, ИП или физические лица, согласно новому закону, вправе реализовывать климатические проекты. Сведения о проектах парниковых газов включаются в реестр углеродных единиц. Для выпуска в обращение углеродных единиц результаты реализации климатических проектов подлежат верификации. Верификация будет осуществляться в порядке, устанавливаемом Правительством России.

Углеродные единицы, выпущенные в обращение в результате реализации климатического проекта, подлежат зачислению на счет исполнителя этого климатического проекта в реестре углеродных единиц. Выпущенные в обращение углеродные единицы учитываются при оценке достижения целевых показателей сокращения выбросов парниковых газов. Реестр углеродных единиц содержит информацию о:

Климатических проектах;
Углеродных единицах и об их передаче владельцем иному лицу и зачете углеродных единиц.

Создание и ведение реестра углеродных единиц, а также проведение операций с углеродными единицами в таком реестре осуществляется оператором. Счет в реестре углеродных единиц открывается оператором на основании типового договора с участником обращения углеродных единиц

Выпущенные в обращение углеродные единицы оператор зачисляет на счет исполнителя климатического проекта. Передача углеродных единиц иному лицу осуществляется на основании распоряжения владельца счета. С помощью списания углеродных единиц с его счета и зачисления на счет приобретателя углеродных единиц. Зачет углеродных единиц осуществляется оператором в соответствии с распоряжением владельца счета. Посредством списания углеродных единиц с его счета и зачисления на счет изъятия из обращения. Владелец углеродных единиц вправе принимать решение о зачете углеродных единиц в целях уменьшения углеродного следа.

Мы разобрались с понятием “парниковые газы” и всеми законодательными нововведениями по теме на 2021 год. Если у вас есть вопросы касаемо парниковых газов или инвентаризации выбросов – обратитесь за помощью к специалистам ЭкоПромЦентра.

Невидимая угроза

Нагретые газы создают так называемый парниковый эффект – это естественное явление, которое повышает температуру на планете в результате того, что эти газы, как настоящий парник, задерживают тепловую энергию. Когда теплый луч солнца летит к нам из космоса, атмосфера свободно пропускает его. Но как только он отразился от поверхности и полетел обратно, парниковые газы благодаря особым физическим свойствам его задерживают. Большая часть тепла остается здесь, на Земле.

Сам по себе парниковый эффект – крайне полезное явление для человечества. Можно даже сказать, что без этого свойства атмосферы мы бы не выжили на этой планете. Ведь без него средняя температура на земле не поднималась бы выше -18℃, а значит, все реки и озера были бы вечно замерзшими, а большинство съедобных растений не росли бы и не плодоносили.

Но все хорошо в меру. Из-за деятельности человека и стремительного технического прогресса парниковый эффект чрезмерно усиливается, а значит, способствует росту средних температур на планете.

Какие они, парниковые газы?

Углекислый газ (CO2) – парниковый газ частично антропогенного происхождения. Человек искусственно увеличил его концентрацию в атмосфере. При низких концентрациях он не имеет вкуса и запаха.

Метан (CH4) – этого газа меньше в атмосфере, чем углекислого. Но он гораздо опаснее, чем СО2. Естественные источники — болота и термитники. Метан при комнатной температуре и стандартном давлении является бесцветным газом без запаха.

Еще эксперты выделяют в числе газов, оказывающих парниковый эффект: закись азота (N2O), синтетические химические вещества, озон (O3) и водяной пар.

Герои-поглотители

Таким образом, лучшими поглотителями парниковых газов являются леса: сибирские, амазонские, бразильские, лиственные, хвойные. К каким бы категориям и географическим привязкам не относились лесные экосистемы, они будут поглощать углекислый газ. Даже сорняки и вездесущий борщевик Сосновского на самом деле являются поглотителями СО2.

Пожары и гигантские по своим масштабам вырубки лесов приводят к негативным последствиям для климата, считает исполнительный директор компании GBM (входит в группу InfraOne) Вячеслав Харламов.

Еще один важный поглотитель – океан. Он аккумулирует двуокись углерода в два этапа: сначала СО2 растворяется в поверхностном слое воды, а затем распределяется в водной массе, перемещаясь во внутренние области. Там он накапливается и хранится. Ученые убеждены, без помощи океанов концентрация СО2 в атмосфере и масштабы изменения климата были бы существенно выше. Океаны (как и любые водоемы) богаты водной растительностью.

Нельзя не отметить и болота. Их еще называют аккумуляторами тепла. Удивительно, но даже в условиях сибирских морозов они не замерзают. За счет сохранения тепла болота регулируют климат, делая его более мягким. Растительность болот поглощает СО2 при жизни, а после она превращается в торф, не выделяя углекислоту в атмосферу. Крупнейший в мире торфяник находится в России – это Васюганские болота. Они помогают решать климатические проблемы всей планеты. Осушать болота нельзя, ведь в таком случае они превращаются из поглотителей в источник выбросов.

Киты и фитопланктон также способны снизить действие парникового эффекта практически до 0. Они (по принципу растений) потребляют огромные объемы углекислого газа и выделяют больше кислорода, чем все остальные источники на планете вместе взятые.

Ледники и даже отложения осадочных пород накапливают СО2 и держат его в природных резервуарах.

Спектр пропускания атмосферы Земли в оптической и инфракрасной областях. Отмечены полосы поглощения кислорода (ультрафиолет), водяного пара, углекислого газа и озона (инфракрасная область).

Парниковые газы — газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким поглощением в дальнем инфракрасном диапазоне. Присутствие таких газов в атмосферах планет приводит к появлению парникового эффекта.

Основным парниковым газом в атмосферах Венеры и Марса является диоксид углерода, в атмосфере Земли - водяной пар.

Основными парниковыми газами, в порядке их оцениваемого воздействия на тепловой баланс Земли, являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон [1]

Газ	Формула	Вклад (%)
Водяной пар	H₂O	36 – 72 %
Диоксид углерода	CO₂	9 – 26 %
Метан	CH₄	4 – 9 %
Озон	O₃	3 – 7 %

Потенциально в парниковый эффект могут вносить вклад и антропогенные галогенированные углеводороды и оксиды азота, однако ввиду низких концентраций в атмосфере оценка их вклада проблематична.

Содержание

Водяной пар

Водяной пар является основным естественным парниковым газом, который ответственен более чем за 60 % эффекта.

В то же время, увеличение температуры Земли, вызванное другими факторами, увеличивает испарение и общую концентрацию водяного пара в атмосфере при практически постоянной относительной влажности, что, в свою очередь, повышает парниковый эффект. Таким образом, возникает некоторая положительная обратная связь. С другой стороны, повышение влажности способствует развитию облачного покрова, а облака в атмосфере отражают прямой солнечный свет, тем самым увеличивая альбедо Земли. Повышенное альбедо приводит к антипарниковому эффекту, несколько уменьшая общее количество поступающего солнечного излучения и дневной прогрев атмосферы.

Углекислый газ

Источниками углекислого газа в атмосфере Земли являются вулканические выбросы, жизнедеятельность биосферы, деятельность человека. Антропогенными источниками являются: сжигание ископаемого топлива; сжигание биомассы, включая сведение лесов; некоторые промышленные процессы приводят к значительному выделению углекислоты (например, производство цемента). Основными потребителями углекислого газа являются растения, однако, в состоянии равновесия, большинство биоценоза за счет гниения биомассы поглощает приблизительно столько же углекислого газа, сколько и производит.

Метан

Парниковая активность метана примерно в 21 раз выше, чем у углекислого газа. Время жизни метана в атмосфере составляет примерно 12 лет. Сравнительно короткое время жизни в сочетании с большим парниковым потенциалом делает его кандидатом для смягчения последствий глобального потепления в ближайшей перспективе.

Основными антропогенными источниками метана являются пищеварительная ферментация у скота, рисоводство, горение биомассы (в т. ч. сведение лесов). Как показали недавние исследования, быстрый рост концентрации метана в атмосфере происходил в первом тысячелетии нашей эры (предположительно в результате расширения сельхозпроизводства и скотоводства и выжигания лесов). В период с 1000 по 1700 годы концентрация метана упала на 40 %, но снова стала расти в последние столетия (предположительно в результате увеличения пахотных земель, пастбищ и выжигания лесов, использования древесины для отопления, увеличения поголовья домашнего скота, количества нечистот, выращивания риса). Некоторый вклад в поступление метана дают утечки при разработке месторождений каменного угля и природного газа, а также эмиссия метана в составе биогаза, образующегося на полигонах захоронения отходов.

Анализ пузырьков воздуха во льдах свидетельствует о том, что сейчас в атмосфере Земли больше метана, чем в любое время за последние 400000 лет. С 1750 года средняя глобальная атмосферная концентрация метана возросла на 150 процентов от приблизительно 700 до 1745 частей на миллиард по объему (ppbv) в 1998 году. За последнее десятилетие, хотя концентрация метана продолжала расти, скорость роста замедлилась. В конце 1970-х годов темпы роста составили около 20 ppbv в год. В 1980-х годов рост замедлился до 9-13 ppbv в год. В период с 1990 по 1998 наблюдался рост между 0 и 13 ppbv в год. Недавние исследования (Dlugokencky и др.) показывают устойчивую концентрацию 1751 ppbv между 1999 и 2002 гг. [2]

Метан удаляется из атмосферы посредством нескольких процессов. Баланс между выбросами метана и процессами его удаления в конечном итоге определяет атмосферные концентрации и время пребывания метана в атмосфере. Доминирующим является окисление с помощью химической реакции с гидроксильными радикалами (ОН). Метан реагирует с ОН в тропосфере, производя СН₃ и воду. Стратосферное окисление также играет некоторую (незначительную) роль в устранении метана из атмосферы. На эти две реакции с ОН приходится около 90% удаления метана из атмосферы. Кроме реакции с ОН известно еще два процесса: микробиологическое поглощение метана в почвах и реакция метана с атомами хлора (Cl) на поверхности моря. Вклад этих процессов 7% и менее 2% соответственно. [3]

Озон является парниковым газом. В то же время озон необходим для жизни, поскольку защищает Землю от жёсткого ультрафиолетового излучения Солнца.

Однако ученые различают стратосферный и тропосферный озон. Первый (так называемый озоновый слой) является постоянной и основной защитой от вредного излучения. Второй же считается вредным, так как может переноситься к поверхности Земли, где вредит живым существам, и к тому же неустойчив и не может быть надежной защитой. Кроме того, повышение содержания именно тропосферного озона внесло вклад в рост парникового эффекта атмосферы, который (по наиболее широко распространенным научным оценкам) составляет около 25% от вклада СО₂ [4]

Большая часть тропосферного озона образуется, когда оксиды азота (NO_x), окись углерода (СО) и летучие органические соединения вступают в химические реакции в присутствии солнечного света. Транспорт, промышленные выбросы, а также некоторые химические растворители являются основными источниками этих веществ в атмосфере. Метан, атмосферная концентрация которого значительно возросла в течение последнего столетия, также способствует образованию озона. Время жизни тропосферного озона составляет примерно 22 дня, основными механизмами его удаления являются связывание в почве, разложение под действием ультрафиолетовых лучей и реакции с радикалами OH и HO₂. [5]

Концентрации тропосферного озона отличаются высоким уровнем изменчивости и неравномерности в географическом распределении. Существует система мониторинга уровня тропосферного озона в США [6] и Европе [7] , основанная на спутниках и наземном наблюдении. Поскольку для образования озона требуется солнечный свет, высокие уровни озона наблюдаются обычно в периоды жаркой и солнечной погоды. Нынешняя средняя концентрация тропосферного озона в Европе в три раза выше, чем в доиндустриальную эпоху [источник не указан 494 дня] .

Увеличение концентрации озона вблизи поверхности имеет сильное негативное воздействие на растительность, повреждая листья и угнетая их фотосинтетический потенциал. В результате исторического процесса увеличения концентрации приземного озона, вероятно, была подавлена способность поверхности суши поглощать СО₂ и поэтому увеличились темпы роста СО₂ в XX веке. Ученые (Sitch и др. 2007) полагают, что это косвенное воздействие на климат увеличило почти вдвое тот вклад, который концентрация приземного озона внесла в изменения климата. Снижение загрязнения нижней тропосферы озоном может компенсировать 1-2 десятилетия эмиссии СО₂, при этом экономические издержки будут относительно невелики (Wallack и Ramanathan, 2009). [8]

Оксид азота

Парниковая активность закиси азота в 298 раз выше, чем у углекислого газа.

Фреоны

Парниковая активность фреонов в 1300-8500 раз выше чем у углекислого газа. Основным источником фреона являются холодильные установки и аэрозоли.

Читайте также: