Введение

Парниковый эффект является одной из наиболее актуальных эколого-экономических проблем современности. Он обусловлен увеличением концентрации парниковых газов (далее ПГ) в атмосфере, что приводит к глобальному потеплению и изменению климата. Рост температуры имеет далеко идущие последствия для экосистем, сельского хозяйства, водных ресурсов, здоровья населения и экономики стран.

Цель работы: Исследовать выбросы парниковых газов по России в целом и по отраслям народного хозяйства.

1. Общая информация

1.1. Парниковые газы

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

Основные парниковые газы:

  • водяной пар,

  • углекислый газ,

  • метан,

  • озон,

  • оксид азота.

1.2. Парниковый эффект

Парниковый эффект — это способность атмосферы задерживать часть теплового излучения поверхности планеты, что приводит к аккумуляции тепла климатической системой планеты и повышению температуры поверхности Земли за счёт скопления парниковых газов в нижних слоях атмосферы.

Парниковые газы свободно пропускают солнечные лучи, нагревающие Землю, но удерживают значительную часть теплового излучения, не позволяя ему вернуться обратно в космическое пространство.

1.3. Актуальность проблемы парникового эффекта

Актуальность проблемы парникового эффекта заключается в следующем:

  1. Изменение климата: Глобальное потепление сопровождается экстремальными погодными условиями, такими как ураганы, засухи и наводнения, которые наносят ущерб различным регионам.

  2. Экономические последствия: Изменение климата приводит к увеличению затрат на адаптацию экономики, инфраструктуры и здравоохранения к новым условиям.

  3. Социальные факторы: Повышение уровня моря и другие климатические изменения могут привести к перемещению больших групп населения, что создаёт риск гуманитарных и социальных кризисов.

  4. Угроза биологическому разнообразию: Около 1 миллиона видов животных и растений находятся под угрозой исчезновения из-за изменений климатических условий.

1.4. Необходимость учёта выбросов парниковых газов

Учет выбросов ПГ является ключевым для разработки мер по их сокращению. Это включает в себя:

  1. Мониторинг и отчетность: Создание систем учета и отчетности по выбросам, что позволяет странам и компаниям понимать свои экологические воздействия.

  2. Разработка эффективных стратегий: Анализ данных о выбросах позволяет разрабатывать целенаправленные стратегии по снижению поведения и использования ресурсов.

2. Анализ выбросов

2.1. Материалы для анализа

В Российской Федерации осуществляется сбор и формирование статистических данных о количестве, видах выбросов ПГ. Государственный учет выбросов ПГ осуществляется уполномоченным федеральным органом исполнительной власти в целях получения достоверной информации о выбросах ПГ, образовавшихся в результате хозяйственной и иной деятельности регулируемых организаций, а также обеспечения государственных органов, органов местного самоуправления, юридических лиц, индивидуальных предпринимателей и граждан такой информацией. Государственная статистическая отчетность о ПГ формируется на основе государственного статистического наблюдения, осуществляемого Федеральной службой государственной статистики (Росстат).

Данные взяты из российского национального кадастра антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями ПГ, не регулируемых Монреальским протоколом, обновлены в ноябре 2024 года.

suppressMessages(library(tidyverse))
a <- dir(pattern = "*.xlsx") %>% 
    str_subset("~", negate = TRUE) %>%
    str_subset("2023", negate = TRUE) %>% 
    str_subset("[:digit:]. ")

res <- list()
for(i in 1:length(a)){
    suppressMessages(
        b <- readxl::read_excel(a[i], skip = 4)
    )
    res[[i]] <- b %>% 
        rename(type = 1) %>% 
        filter(str_detect(type, "\\)|в том чи", negate = TRUE))
}

d <- a %>% 
    str_replace_all("Выбросы парниковых газов, связанны", "") %>% 
    str_replace_all(".xlsx", "") %>% 
    substr(., 8, nchar(.)) %>% 
    `names<-`(res, .) %>% 
    map_dfr(rbind, .id = "parametr") %>% 
    pivot_longer(names_to = "year", values_to = "pollution", 
                 -c("parametr", "type")) %>% 
    filter(type != "Всего") %>% 
    mutate(year = as.numeric(year))

2.2. Анализ выбросов парниковых газов по секторам

d %>%
  group_by(parametr) %>%
  summarise(pollution = mean (pollution)) %>%
  ggplot(aes(pollution, parametr)) +
  geom_col(color = "steelblue4", fill = "steelblue4") +
  labs (x = "Среднее значение выброса, \nв миллионах тонн СО2-эквивалента в год", y = "Сектор 
(Выбросы парниковых газов, свявнные с...)",
  title = "Выбросы парниковых газов по секторам") +
  theme_light()

*Данные по выбрасам ПГ, связанные с энергетикой представлены с учетом потерь и технологических выбросов в атмосферу.

**Знак «минус» по выбросам ПГ, связанных с землепользованиеv, означает абсорбцию (поглощение) ПГ из атмосферы.

Выводы:

  1. Наибольшее значение выбросов ПГ связано с деятельностью энергетики - в среднем более 450 миллионов тонн CO2-эквивалента в год.

  2. Наименьшее значение выбросов ПГ приходится на сектор, связанный с сельским хозяйством - в среднем около 25 миллионов тонн CO2-эквивалента в год.

  3. Для лесных хозяйств и землепользования характерны отрицательные значения выбросов ПГ вследствие их абсорбции из атмосферы.

2.3. Анализ выбросов парниковых газов, связанных с лесным хозяйством и землепользованием

Выбросы, связанные с лесным хозяйством и землепользованием представлены в таблице.

Таблица - Выбросы парниковых газов, связанные с лесным хозяйством и землепользованием 

d %>%
  filter(parametr=="лесным хозяйством и землепользованием") %>% 
    ggplot(aes(year, pollution)) +
    geom_col (color = "steelblue", fill = "steelblue2") +
    labs (
      x = "Год", 
      y = "Значение выброса, \nв миллионах тонн СО2-эквивалента в год",
      title = "Выбросы парниковых газов",
      subtitle = "Сектор: Лесное хозяйство и землепользование") +
  theme_light() + 
  facet_wrap(~type) +
  scale_x_continuous(
    breaks = c(2005, 2010, 2013:2022), 
    labels = paste0(c(2005, 2010, 2013:2022))) + 
  theme(
    axis.text.x = element_text(
      angle = -90, vjust = 0.3))

d %>%
  filter(parametr=="лесным хозяйством и землепользованием") %>%
  group_by(type) %>%
  summarise(pollution=mean (pollution)) %>%
  ggplot(aes(pollution, type)) +
  geom_col (color = "steelblue3", fill = "steelblue3") +
  labs (x = "Среднее значение выброса, \nв миллионах тонн СО2-эквивалента в год", y = "Сектор",
        title = "Выбросы парниковых газов",
        subtitle = "Лесное хозяйство и землепользование") +
  theme_light()

*Данные по выбрасам ПГ, связанные с луговыми угодьями, включает абсорбцию СО2 лесной растительностью и эмиссию СО2, CH4 и N2O от лесных пожаров.

**Знак «минус» означает абсорбцию (поглощение) ПГ из атмосферы.

Выводы:

  1. Наибольшее значение выбросов ПГ связано с землями поселений - в среднем значение не превышает 25 миллионов тонн CO2-эквивалента в год.

  2. Для луговых угодий характерны отрицательные значения выбросов ПГ вследствие их абсорбции из атмосферы.

  3. За период с 2014 по 2022 год для луговых угодий прослеживается динамика уменьшения поглощения ПГ из атмосферы, что может говорить о сокращения площади луговых земель и увеличении антропогенного влияния на них.

  4. Выбросы ПГ в секторе заготовления лесоматериалов имеет тенденцию к снижению и переходу от выбросов ПГ к их поглощенияю с 2016 года, что вероятно обуславливается уменьшением лесозаготовок и переходом на другие заготовительные материалы.

3. Меры по сокращению выбросов парниковых газов в мире и России

В мире и России по сокращению выбросов ПГ принимаются следующие меры:

  1. Международные соглашения: Киотский протокол (1997) и Парижское соглашение (2015) представляют собой инициативы, направленные на обязательства стран по снижению выбросов ПГ.

  2. Национальные стратегии: В России разработан ряд стратегий, таких как Национальный проект «Экология», который включает мероприятия по сокращению выбросов и переходу на технологии с низким уровнем углерода.

  3. Переход на возобновляемые источники энергии: Многие страны, включая Россию, активно развивают возобновляемые источники энергии (солнечную, ветровую, гидроэнергетику), что способствует снижению зависимости от ископаемых видов топлива.

  4. Энергетическая эффективность: Внедрение технологий повышения энергоэффективности в промышленности и жилищном секторе является важным этапом по снижению потребления энергоресурсов и, соответственно, выбросов.

  5. Поддержка экологически чистого транспорта: Развитие электрического и общественного транспорта помогает уменьшить выбросы от автомобильного транспорта.

  6. Дополнительные меры: Создание и поддержка углеродных рынков, лесовосстановление, экологическое земледелие и другие инициативы, направленные на сокращение выбросов ПГ из различных секторов экономики.

Заключение

Проблема парникового эффекта требует комплексного подхода и совместных действий на глобальном, национальном и локальном уровне. Учет и сокращение выбросов парниковых газов — это не только необходимость, но и возможность для устойчивого развития и защиты планеты для будущих поколений.

Список литературы

  1. Федеральная служба государственной статистики [электронный ресурс] URL: https://rosstat.gov.ru/folder/11194#

  2. Об ограничении выбросов парниковых газов : федеральный закон [от 02.07.2021 N 296-ФЗ] Статьи 2, 8 URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_388992/9825e3c298b2641312ca77c6b2c606250d914705/

  3. Большая российская энциклопедия [электронный ресурс] URL: https://old.bigenc.ru/physics/text/2321502

  4. Визуальные материалы URL: https://cleanbin.ru/problems/atmosphere-pollution