«Карбоновый полигон WayCarbon ГГНТУ»

Общие сведения о WayCarbon

Название проекта (полигона): Карбоновый полигон Чеченской Республики WayCarbon

Операторы WayCarbon, на базе которых создан полигон: ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова и ЧГУ им. А.А. Кадырова

Тип ландшафтов карбонового полигона: горный, предгорно-низкогорный и равнинный.

Площадь полигона:1710 га, из них 470 га – участки ГГНТУ.

Количество эталонных участков: 12, из них 6 – участки ГГНТУ.

Подробнее на официальном сайте карбоновых полигонов РФ

https://carbon-polygons.ru

Актуальность темы WayCarbon

Вопросы секвестрации (отделении из атмосферы углекислого газа СО2) с последующей его переработкой с получением из него экологически безвредных веществ в настоящее время весьма актуальны для нашей планеты и приобретают поистине судьбоносное значение для всех промышленно развитых стран мира.

Согласно выводам Международной группы экспертов по климату (МГЭИК), увеличение количества углерода в атмосфере из-за промышленных выбросов привело к ускорению изменения климата. Чтобы уменьшить темпы изменений, страны предпринимают усилия по сокращению выбросов углерода. Кроме того, ЕС объявил о введении углеродного сбора на импортные товары, чтобы в их цене были учтены объемы выбросов СО2 при производстве. Это может увеличить цену российских товаров на рынке Европы. Создание сети карбоновых полигонов позволит экстраполировать результаты на остальные территории и получить точные данные о поглотительной способности разных типов ландшафтов, сформировать отечественную методику расчета способности поглощения окружающей средой СО2, что может быть учтено при расчете сбора на произведенную продукцию.

Учитывая актуальность и перспективность направления внедрения инновационных технологий секвестрации, Российская Федерация с момента ее вступления в Парижское соглашение по климату (с 2019 г.), участники которого обязуются сокращать выбросы парниковых газов, ведет активную работу по разработке соответствующего законодательства и ставит одним из ключевых приоритетов Стратегии научно-технологического развития страны вопросы снижения антропогенного (человеческого) воздействия на окружающую среду.

Одним из главных инструментов защиты российских товаропроизводителей должна стать скорейшая разработка российских систем экологического контроля с применением передовых технологий, особенно дистанционного контроля эмиссии парниковых газов и других значимых для изменения климата параметров.

В настоящее время РФ ставит перед собой задачи:

- создание единой национальной системы оценки углеродного баланса территории Российской Федерации;

- запуск сети карбоновых полигонов (ферм) по всей стране (их должно быть не менее 80 ферм);

- внедрение инновационных технологий и методов учета и переработки СО2 для снижения зависимости от зарубежных изменений;

- увеличение секвестрационного потенциала особо охраняемых природных территорий с учетом данных от сети карбоновых ферм.

Таким образом, эффективным решением обозначенной проблемы мирового уровня является создание так называемых карбоновых полигонов (или карбоновых ферм), представляющих собой специальные площадки, предназначенные для сбора и калибровки спутниковых данных и данных беспилотников для повышения эффективности внедрения инновационных технологий по улавливанию СО2 из атмосферы и превращения его в полезные вещества.

По инициативе Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в лице Валерия Николаевича Фалькова планируется создание карбонового полигона на территории Чеченской Республики, который даст мощный «импульс» для формирования и развития новой, прогрессивной, экологичной и очень доходной индустрии не только в СКФО, но в России в целом.

Цель и задачи проекта WayCarbon

Целью проекта создания карбоновых полигонов является разработка и испытание технологий дистанционного и наземного контроля эмиссии (накопления) парниковых газов и других значимых для изменения климата параметров на лесных территориях и сельскохозяйственных землях.

К основным задачам проекта относится:

- сбор экологически значимой информации при помощи космических, беспилотных и наземных систем (спектральные характеристики, гиперспектральные изображения (гиперкуб данных) и др.);

- создание программных продуктов для обработки и использования полученной экологически значимой информации;

- отработать технологии измерения и анализа поглощения углекислого газа почвами и лесными массивами, учитывая геоэкологической специфичности региона;

- адаптация существующих математических моделей для анализа текущей ситуации на исследуемых территориях СКФО.

Эталонные участки WayCarbon ГГНТУ

Для нужд карбонового полигона ГГНТУ на праве постоянного (бессрочного) пользования предоставлены 6 земельных участков с разными типами ландшафтов и растительностью общей площадью 470 га.

На всех земельных участках проведены работы по межеванию, кадастровому учету и государственной регистрации права постоянного (бессрочного) пользования ГГНТУ.

На участке «Ханкала-Кампус» в пос. им. Шейха Изнаура Несерхоева (с. Пригородное) создан кампус карбонового полигона, состоящий из 2-этажного 6-модульного здания с лабораторией, актовым залом и прочей инфраструктурой, установлена базовая метеостанция, построена и запущена автономная ветро-солнечная электростанция мощностью более 15 кВт для снабжения кампусной территории полигона, благоустроена прилегающая территория.

Строительство объектов капительного строительства на выделенных земельных участках не планируется. Земельные участки будут использованы для проведения научно-исследовательской и образовательной деятельности, в этих целях планируется установить вышки с метеостанцией, вагончики с научным оборудованием и приборами и полунавес для хозяйственных нужд.

На карбоновой ферме ГГНТУ произведена посадка специальных деревянистых растений с высоким секвестрационным потенциалом, включая разновидности деревьев семейства Бруссонетии (бумажного дерева) – шелковицу, фикус, инжир, а также иву, липу, тополь и ясень, что позволит решать, как научные, так и социально-экологические задачи в регионе.

Кадровый состав полигона

Проект «Карбоновый полигон Чеченской Республики WayCarbon» на базе ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова реализуется Научно-исследовательским институтом геоэкологии и природопользования, который включает в себя следующие (четыре) исследовательские лабораторий:

- Лаборатория анализа парниковых газов;

- Лаборатория климатологии и метеорологии;

- Лаборатория геофизических исследований;

- Лаборатория геоинформационных систем.

Научные проекты ГГНТУ (ГЗ и пр.), реализуемые в рамках WayCarbon:

  1. Оценка изменчивости агроклиматических условий Северного Кавказа в связи с глобальными изменениями климата. Руководитель: д.ф-м.н., профес-сор Керимов И.А., сроки 2021-2023 гг.;
  2. Изучение секвестрационного и эмиссионного потенциала карбонового полигона «ЭкоГрозный» и разработка научно-обоснованных технологий де-карбонизации (на примере Чеченской Республики). Руководитель: д.т.н., до-цент Махмудова Л.Ш., сроки 2021-2022 гг.;
  3. Комплексная интерпретация геофизических и геоэкологических данных с целью изучения баланса парниковых газов (на примере Чеченской Респуб-лики). Руководитель: д.ф-м.н., профессор Керимов И.А., сроки 2022-2023 гг.

Кроме того, в НИР задействованы профильные научно-исследовательские центры, лаборатории и кафедры ГГНТУ, в частности, кафедра прикладной геофизики и геоинформатики, кафедра химической технологии нефти и газа, НИЦКП «Нанотехнологии и наноматериалы» и другие.

Партнеры WayCarbon ГГНТУ

Для реализации проекта WayCarbon ГГНТУ взаимодействует с технологическими и индустриальными партнерами, которые оказывают огромную помощь и поддержку как в научно-исследовательском плане, так и в оснащении и развития полигона. Среди них:

Технологические:

- МГУ им. Ломоносова

- МФТИ

- УГНТУ

- Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН

- ИПЭЭ РАН

- КНИИ РАН

- Минприроды Чеченской Республики

- АН ЧР

Индустриальные:

- ПАО «Газпром»

- АО «Чеченгазпром»

- ОАО «Грознефтегаз»

- Холдинг РИМ-Групп

- ООО «Успех»

- ООО «КИРУС»

Специфика полигона WayCarbon ГГНТУ

☼ ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова имеет следующую специфику научно-исследовательской деятельности:

- мониторинг потоков климатически активных газов природных и природно-техногенных экосистем, в т.ч. на рекультивированных нефтезагрязненных территориях;

- оценка эмиссии парниковых газов почвами различных ландшафтов;

- влияние эмиссии метана и других климатически активных газов геотермального происхождения на окружающую среду;

- низкоуглеродные технологии утилизации техногенного сырья и др.

Оснащение полигона WayCarbon ГГНТУ

Основное оборудование и станции на Карбоновом полигоне WayCarbon ГГНТУ:

  1. Метеостанция профессиональная универсальная, модель MesoPRO, Campbrell Sci, США (3 шт. на разных эталонных участках), включая:

- Регистрирующий даталоггер - CR6-RF451-XT-XW-IC;

- Датчик ветра Young Heavy Duty Wind Monitor - 05108-L35-CWS;

- Дождемер 0,01 дюйма (0,254 мм) наконечник с 8-дюймовым отверстием - TB4-L35-CWS;

- Цифровой пиранометр на термобатареях - CS320-U-L35-PW;

- Датчик температуры / относительной влажности - EE181-L35-CWS;

- Барометр CS100 Setra 278 (600-1100 гПа), 30-дюймовый кабель с окончанием "свободные концы" - CS100-PT;

- Рефлектометр для измерения влагосодержания 12 см - CS655-U-L35-PW-DS;

- Промышленный шлюз сотовой связи LTE - RV50-INT-IT1A-25-Y1;

- 4G / 3G / 2G Сотовая дипольная штыревая антенна 0 дБд, навесная, с разъемом SMA - 32256;

- 84 Ач Блок питания с корпусом 14 x 16 - 14 x 16 PS84-SC-CR-PM;

- Солнечная панель мощностью 50 Вт - SP50-L35-PW;

- Универсальная 30-футовая башня UT30 с регулируемой мачтой - UT30;

- Бетонное монтажное основание для UT20 и UT30 - B18;

- Комплект универсальный Tower Guy Kit - UTGUY;

- Универсальный комплект заземления башни - UTGND;

- 3 крепления типа "Штанга" с приводной штангой - UTGUY;

- Крестовина для датчика с одним монтажным комплектом, 4 фута - CM204;

- Комплект для установки поперечины на опору - CM210;

- Поперечина датчика с одним монтажным комплектом CM210, 6 футов - CM206;

- Монтажная стойка 23 дюйма с крышкой - CM300-PL;

- Погодостойкий корпус 12 x 14 дюймов - ENC12 / 14-ES-EM ENC12 / 14;

- Монтажный комплект RV50 - 32252;

- Кроссовер Nurail 1 x 1 дюйм - 17953;

- Регулируемое основание и крепление для CS700, TB4 или 385 - CM240;

- Выравнивающая база Apogee - 18356;

- Монтажная подставка для датчика солнечной энергии CM225;

- 10-пластинчатый экран METSPEC для защиты от солнечного излучения для больших датчиков - RAD10E;

- 36-дюймовые ножки Novalynx Alter-type Rain Gage Wind Screen - 260-953;

  1. Система Eddy Covariance для измерения потоков парниковых газов (CO2, CH4 и H2O) - аппаратура для обеспечения непрерывных измерений эмиссии парниковых газов на территориях различных ландшафтов (низкогорный ландшафт горно-лесной зоны и окультуренный участок сухостепного ландшафта) (2 станции на разных участках), включая:

- Станция eddy covariance в комплекте на основе газоанализатора CO2/H2O закрытого типа LI-7200RS, модель LI-7200RSF, LI-COR;

- Набор аксессуаров для станции eddy covariance LI-7200RSF, LI-COR;

- Набор монтажных элементов для сборки и крепления станции eddy covariance LI-7200RSF, LI-COR;

- Газоанализатор CH4 открытого типа LI-7700, LI-COR;

- Анемометр цифровой ультразвуковой с нагревателем, модель Multipath Cage Anemometer with Heater, Metek;

- Набор датчиков "Премиум", варианты "Башня высотой 50 м" и «Штатив», серия Biomet, LI-COR;

- Модуль обеспечения коммуникаций, LI-COR;

- Комплект оборудования для автономного электропитания на солнечных батареях, мощность бесперебойного электропитания 65 Ватт, солнечная инсоляция 2 - 3 часа в день, LI-COR;

  1. Стационарная камерная система для измерения потоков парниковых газов с поверхности почвы покрытой растительностью (система для Soil Flux), в том числе:

- Picarro G2508: лазерный анализатор метана, закиси азота, аммиака, углекислого газа и паров воды. Использует технологию WS-CRDS (Wavelength Scanned Cavity Ringdown Spectroscopy), основанную на поглощении изучаемым газом лазерного инфракрасного излучения. Одновременно измеряет в воздухе N2O, СН4, СО2, NH3 и Н2О с высочайшей точностью. Снабжен системами контроля температуры и давления. Комплект включает управляющий компьютер, пакет программного обеспечения, арматуру для насоса. Руководство по эксплуатации;

- Рециркуляционный газоплотный насос для G2508;

- Рециркуляционный мультиплексер (12 портов), включая кабель питания, 2 дата-кабеля, пара трубок 60 см для подключения к анализатору;

- Большая (72л) автоматическая почвенная камера (прозрачная крышка). Включая: тефлоновая трубка 30м (в комплекте), кабель 30м (питание и передача данных), манжета;

- Большая (72л) автоматическая почвенная камера (непрозрачная крышка). Включая: тефлоновая трубка 30м (в комплекте), кабель 30м (питание и передача данных), манжета;

- Сенсор температуры и влажности для eosA-LT/LO;

- Дополнительное программное обеспечение Soil Flux Processor;

  1. Переносной анализатор парниковых газов, в том числе:

- Picarro G4301: переносной анализатор CH4, CO2, H2O. CRD-спектрометр переносного (рюкзак) формата для измерений в движении и стационарно. Сочетается с мультиплексерами и различными типами камер. Каждый прибор полностью протестирован на выполнение условий «полевой» эксплуатации и соответствие паспортным характеристикам;

- Встроенный насос;

- Встроенный компактный управляющий компьютер с полным комплектом программного обеспечения, включая ОС и пакет программ для сбора, обработки и выдачи данных, для диагностики прибора (включая удаленную);

- Встроенный накопитель для хранения данных;

- Встроенную АКБ (8 часов непрерывных измерений);

- Руководство по эксплуатации – печатная + электронная копии;

- Модуль привязки к координатам (GPS Kit) для G4301;

- Мобильная почвенная камера для G4301;

- Дополнительный (запасной) аккумулятор для G4301;

  1. Портативная фотосинтетическая система для измерения фотосинтеза и дыхания элементов растительности LI-6800 (в комплекте с источником освещения, рабочей камерой 3 х 3 см и аксессуарами);
  2. Беспилотный комплекс для аэрофотосъемки Геоскан 401 (два комплекса), состоящий из:

- Беспилотное воздушное судно (БВС) Геоскан 401;

- Крепление для лазерного сканера АГМ-МС1.200;

- Геодезическая антенна L1/L2;

- ПО для планирования полетного задания Geoscan Planner;

- Радиомодем для канала связи управления и телеметрии;

- Аккумуляторная батарея с системой защиты – 2 шт.;

- Двухпортовое зарядное устройство;

- Комплект ЗИП;

- Защищенный транспортировочный кейс для БВС;

- Лазерный сканер АГМ-МС1.200 с инерциальной системой ПС.М-33;

- ПО для работы с данными с лазерного сканера ScanWorks Base (поставляется без НДС);

- Консультация по работе с данными лазерного сканирования;

- AGM PosWorks Web подписка на 12 месяцев (далее 180 тыс. руб. в год);

- Фотоаппарат Sony A6000 20 mm с креплением к АГМ-МС;

- Двухосевой подвес с модернизированным фотоаппаратом Sony A6000 20mm;

- Бортовой GNSS приемник Topcon L1/L2 (для фотоаппарата Sony A6000 20mm);

- Фотограмметрическое ПО AgiSoft Metashape Professional (образовательная лицензия, поставляется без НДС);

- Мультиспектральная камера MicaSense RedEdge-MX c подвесом для БВС;

- Дополнительная аккумуляторная батарея для Геоскан 401.

История зарождения проекта WayCarbon

Вопрос создания на территории Чеченской Республики карбонового полигона обсуждался на встрече Главы ЧР, Героя России Р.А. Кадырова с Министром науки и высшего образования России В.Н. Фальковым (2020 г.) на площадке юбилейных мероприятий, посвященных 100-летию ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова.

Затем 29 октября 2020 года на онлайн-совещании с участием советника президента РФ по вопросам изменения климата Абубакара Сайд-Хусайновича Эдельгериева, главы Минобрнауки Валерия Николаевича Фалькова, научного руководителя проекта "Карбон" Николая Дурманова, ректоров вузов ЧР, министром В.Н. Фальковым было отмечено важность проекта создания карбонового полигона именно на территории Чеченской Республики.

Инициатором проекта «Карбоновые полигоны в России» выступает Министерство науки и высшего образования РФ (Минобрнауки РФ). Специальным представителем Минобрнауки России по данному проекту, а также куратором создания карбонового полигона Чеченской Республики назначен научный руководитель проекта "Карбон", д.м.н. Николай Дмитриевич Дурманов.

В соответствии с приказом Минобрнауки России от 5 февраля 2021 года № 74 «О полигонах для разработки и испытаний технологий контроля углеродного баланса» в Чеченской Республике проводится активная работа по созданию карбонового полигона на базе ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова и ЧГУ им. А.А. Кадырова.

В настоящее время проект «Карбоновый полигон Чеченской Республики WayCarbon» Минобрнауки России и руководством Чеченской Республики запущен, официальное открытие состоялось 24 мая 2022 года.

Контакты

Научный руководитель проекта WayCarbon ГГНТУ

Ибрагим Ахмедович Керимов

д.ф.-м.н., профессор,

академик АН ЧР

Тел.: +7 (903) 778-07-95, E-mail: [email protected]

Проректор по научной работе ГГНТУ

Магомед Саламувич Сайдумов

к.т.н., доцент

Тел.: +7 (928) 641-20-30,

E-mail: [email protected]