В статье рассмотрена проблема энергоэффективности в цепочке от производства удобрений до их логистики, применения, производства и утилизации отходов на основании накопленного за последние годы огромного массива данных о выбросах парниковых газов (ПГ), в первую очередь CO2 и метана. Показано, что выбросы углекислого газа происходят, прежде всего, при сжигании топлива, а также при использовании метана и CO2 в качестве прекурсоров для азотных удобрений. При этом выбросы ПГ можно рассматривать как меру энергоэффективности при оценке жизненного цикла минеральных удобрений. Соответствующие примеры приведены в тексте статьи.
Перейти в оглавление выпуска:
Выпуск T. 46 № 1
Выпуск T. 46 № 1
Go to the issue table of contents:
Выпуск T. 46 № 1
Выпуск T. 46 № 1
Данные статьи
Description
DOI
10.29003/m3771.0514-7468.2024_46_1/20-32
Авторы:
Authors:
Башкин В.Н.
Ключевые слова:
Keywords:
производство удобрений, выбросы углерода, азота, энергоэффективность, оценка жизненного цикла, логистика, внесение удобрений, переработка сельскохозяйственных отходов.
Скачать pdf статьи:
Download the article:
Ссылка для цитирования:
For citation:
Башкин В.Н. Эмиссия парниковых газов как мера энергоэффективности при оценке жизненного цикла удобрений // Жизнь Земли. Т. 46, № 1. С. 20–32. DOI: 10.29003/m3771.0514-7468.2024_46_1/20-32.
ЭМИССИЯ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ КАК МЕРА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ОЦЕНКЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА УДОБРЕНИЙ
Список литературы
- Ахметшина Л.Г. Возможности российского сельского хозяйства в снижении выбросов парниковых газов и адаптации к климатическим изменениям // Вестник Алтайской академии экономики и права. 2022. № 1 (4). С. 5–14 (https://vaael.ru/ru/article/view?id=2129).
- Булаткин Г.А. Экологические и энергетические основы воспроизводства почвенного плодородия и увеличение продуктивности агроэкосистем // Автореф. дис. … доктора биол. наук. Москва, 2007. 48 с.
- Гильманова Р.Б., Осинцев К.В. Разработка тригенерационного цикла на химических предприятиях по производству азотных удобрений // Молодой исследователь. Материалы 2-й научной выставки-конференции научно-технических и творческих работ студентов. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2015. С. 166–170. ISBN 978-5-696-04703-4166-170.
- Интегрированный годовой отчёт ПАО ФосАгро за 2022, 2023 гг. 407 с. (www.phosagro.ru).
- Иовлев Г.А., Голдина И.И. Сельское хозяйство, транспорт и углеродные проблемы // Транспорт. Транспортные средства. Экология. 2022. № 1. С. 25–35. DOI: 10.15593/24111678/2022.01.04.
- Колосова Н., Монах С. Оценка выбросов парниковых газов при хранении отходов животноводческих ферм // Инженерные системы и техногенная безопасность. 2015. Вып. 5 (115). С. 49–52.
- Колпаков А.Ю. Энергоэффективность: роль в сдерживании выбросов углекислого газа и определяющие факторы // Проблемы прогнозирования. 2020. № 6. С. 141–154. DOI: 10.47711/0868-6351-183-141-153.
- Кудеяров В.Н. Агрогеохимические циклы углерода и азота в современном земледелии России // Агрохимия. 2019. № 12. С. 3–15. DOI: 10.1134/S000218811912007X.
- Матасов А.В., Макарова А.С., Авдеенкова Т.С. Количественная оценка выбросов парниковых газов технологий переработки отходов сельского хозяйства // Вестник МАСИ. Информатика, экология, экономика. 2019. Т. 21. С. 21–25 (https://cat.gpntb.ru/?id=EC/ShowFull&irbDb=ESVODT&bid=db97600f33fa0376581c4b176dc37b42).
- Минакова О.А., Косякин П.А. Баланс CO2 при возделывании сахарной свёклы в Российской Федерации (обзор) // Сахар. 2022. № 3. С. 32–37. DOI: 10.24412/2413-5518-2022-3-32-37.
- Рижия Е.Ю., Бучкина Н.П., Мухина И.М., Балашов Е.В. Долгосрочный мониторинг прямой эмиссии закиси азота из суглинисто-песчаных дерново-подзолистых почв // Тенденции развития агрофизики: от актуальных проблем земледелия и растениеводства к технологиям будущего. СПб: ФГБНУ АФИ, 2019. С. 117–122.
- Семёнова Е.И., Семёнов Ф.В. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2020. № 3 (60). С. 86–91. DOI: 10/33938/203-85.
- Снакин В.В. Динамика глобальных природных процессов и учение о биосфере В.И. Вернадского // Жизнь Земли. 2023. Т. 45, № 1. С. 27–38. DOI: 10.29003/m3147.0514-7468.2023_45_1/27-38.
- Тихомиров А.В. Концепция развития систем энергообеспечения и повышения энергоэффективности использования ТЭР в сельском хозяйстве // Вестник ВИЭСХ. 2016. № 1 (22). С. 11–17.
- Тихомиров А.В., Маркелова Е.А., Уханова В.Ю. Топливно-энергетические ресурсы на основе энергосберегающих технологий и технических средств в сельском хозяйстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. № 5. 2015 (www.vim.ru).
- Шатаева А.Л., Ташкинова И.Н. Оценка эмиссий парниковых газов производства аммиака и выявление направлений разработки и реализации климатических проектов // Химия. Экология. Урбанистика. Пермь: Изд-во ППУ, 2022. Т. 1. С. 146–150 (https://ceu.pstu.ru/wp-content/uploads/2022/06/Himiya.-Ekologiya.-Urbanistika.-Tom_1.pdf).
- Bashkin V., Alekseev A., Levin B., Mescherova E. Biogeochemical technologies for managing CO2 flows in agroecosystems // Adv. Environ. Eng. Res. 2023. V. 4, N 1: 012. DOI: 10.21926/aeer.2301012.
- Briukhanov A., Luostarinen S., Trifanov A., Shalavina E., Kozlova N., Vasilev E., Subbotin I. Revision of the total nitrogen and phosphorus content in a cattle manure-based organic fertilizer in North-West Russia // Agricultural and Food Science. 2021. V. 30. P. 44–52 (https://doi.org/10.23986/afsci.99191).
- Chai R., Ye X., Ma C., Wang Q., Tu R., Zhang L., Gao H. Greenhouse gas emissions from synthetic nitrogen manufacture and fertilization for main upland crops in China // Carbon Balance Management. 2019. 14:20 (https://doi.org/10.1186/s13021-019-0133-9).
- Guo Y., Ma Z., Ren B., Zhao B., Liu P., Zhang J. Effects of Humic Acid Added to Controlled-Release Fertilizer on Summer Maize Yield, Nitrogen Use Efficiency and Greenhouse Gas Emission // Agriculture. 2022. № 12. P. 448 (https://doi.org/10.3390/agriculture12040448).
- Meisterling K., Samaras C., Schweizer V. Decisions to reduce greenhouse gases from agriculture and product transport: LCA case study of organic and conventional wheat // J. Clean. Prod. 2009. № 17. C. 222–230. DOI: 10.1016/j.jclepro.2008.04.009.
- Najser T., Gaze B., Knutel B., Verner A., Najser J., Mikeska M., Chojnacki J., Nemcek O. Analysis of the effect of catalytic additives in the agricultural waste combustion // Process. Materials. 2022. V. 15. P. 3526 (https://doi.org/10.3390/ma15103526).
- Northrup D.L., Bassob B., Wang M.Q., Morgan C.L.S., Benfey P.N. Novel technologies for emission reduction complement conservation agriculture to achieve negative emissions from row-crop production // PNAS. 2021. V. 118, № 28. e2022666118 (https://doi.org/10.1073/pnas.2022666118).
- Samsonov R.O., Kazak A.S., Bashkin V.N. Master plan methodology for gas industry development. Moscow: Scientific World Publishing House, 2007. 304 p.
- Su K., Qin Q., Yang J., Li L., Deng S. Recent advance on torrefaction valorization and application of biochar from agricultural waste for soil remediation // J. of Renewable Materials (JRM). 2022. V. 10, № 2. DOI: 10.32604/jrm.2022.018146.
- Wang L., Qin T., Zhao J., Zhang Y., Wu Z., Cui X., Zhou G., Li C., Guo L., Jiang G. Exploring the nitrogen reservoir of biodegradable household garbage and its potential in replacing synthetic nitrogen fertilizers in China // Peer J. 2022. 10:e12621 DOI: 10.7717/peerj.12621.
- Wu K.K., Gong P., Zhang L.L., Wu Z.J., Xie X.S., Yang H.Z., Li W.T., Song Y.C., Li D.P. Yield-scaled N2O and CH4 emissions as affected by combined application of stabilized nitrogen fertilizer and pig manure in rice fields // Plant Soil Environ. 2019. № 65. P. 497–502.
- Zhang W.F., Dou Z.X., He P., Ju X.T., Powlson D, Chadwick D., Norse D., Lu Y.L., Zhang Y., Wu L., Chen X.P., Cassman K.G., Zhang F.S. New technologies reduce greenhouse gas emissions from nitrogenous fertilizer in China // Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2013. V. 110. P. 8375–8380.
- Yu B., Liu X., Ji C., Sun H. Greenhouse gas mitigation strategies and decision support for the utilization of agricultural waste systems: A case study of Jiangxi Province, China // Energy. 2023. V. 265. 126380. DOI: 10.1016/j.energy.2022.126380.
References
- Ахметшина Л.Г. Возможности российского сельского хозяйства в снижении выбросов парниковых газов и адаптации к климатическим изменениям // Вестник Алтайской академии экономики и права. 2022. № 1 (4). С. 5–14 (https://vaael.ru/ru/article/view?id=2129).
- Булаткин Г.А. Экологические и энергетические основы воспроизводства почвенного плодородия и увеличение продуктивности агроэкосистем // Автореф. дис. … доктора биол. наук. Москва, 2007. 48 с.
- Гильманова Р.Б., Осинцев К.В. Разработка тригенерационного цикла на химических предприятиях по производству азотных удобрений // Молодой исследователь. Материалы 2-й научной выставки-конференции научно-технических и творческих работ студентов. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2015. С. 166–170. ISBN 978-5-696-04703-4166-170.
- Интегрированный годовой отчёт ПАО ФосАгро за 2022, 2023 гг. 407 с. (www.phosagro.ru).
- Иовлев Г.А., Голдина И.И. Сельское хозяйство, транспорт и углеродные проблемы // Транспорт. Транспортные средства. Экология. 2022. № 1. С. 25–35. DOI: 10.15593/24111678/2022.01.04.
- Колосова Н., Монах С. Оценка выбросов парниковых газов при хранении отходов животноводческих ферм // Инженерные системы и техногенная безопасность. 2015. Вып. 5 (115). С. 49–52.
- Колпаков А.Ю. Энергоэффективность: роль в сдерживании выбросов углекислого газа и определяющие факторы // Проблемы прогнозирования. 2020. № 6. С. 141–154. DOI: 10.47711/0868-6351-183-141-153.
- Кудеяров В.Н. Агрогеохимические циклы углерода и азота в современном земледелии России // Агрохимия. 2019. № 12. С. 3–15. DOI: 10.1134/S000218811912007X.
- Матасов А.В., Макарова А.С., Авдеенкова Т.С. Количественная оценка выбросов парниковых газов технологий переработки отходов сельского хозяйства // Вестник МАСИ. Информатика, экология, экономика. 2019. Т. 21. С. 21–25 (https://cat.gpntb.ru/?id=EC/ShowFull&irbDb=ESVODT&bid=db97600f33fa0376581c4b176dc37b42).
- Минакова О.А., Косякин П.А. Баланс CO2 при возделывании сахарной свёклы в Российской Федерации (обзор) // Сахар. 2022. № 3. С. 32–37. DOI: 10.24412/2413-5518-2022-3-32-37.
- Рижия Е.Ю., Бучкина Н.П., Мухина И.М., Балашов Е.В. Долгосрочный мониторинг прямой эмиссии закиси азота из суглинисто-песчаных дерново-подзолистых почв // Тенденции развития агрофизики: от актуальных проблем земледелия и растениеводства к технологиям будущего. СПб: ФГБНУ АФИ, 2019. С. 117–122.
- Семёнова Е.И., Семёнов Ф.В. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2020. № 3 (60). С. 86–91. DOI: 10/33938/203-85.
- Снакин В.В. Динамика глобальных природных процессов и учение о биосфере В.И. Вернадского // Жизнь Земли. 2023. Т. 45, № 1. С. 27–38. DOI: 10.29003/m3147.0514-7468.2023_45_1/27-38.
- Тихомиров А.В. Концепция развития систем энергообеспечения и повышения энергоэффективности использования ТЭР в сельском хозяйстве // Вестник ВИЭСХ. 2016. № 1 (22). С. 11–17.
- Тихомиров А.В., Маркелова Е.А., Уханова В.Ю. Топливно-энергетические ресурсы на основе энергосберегающих технологий и технических средств в сельском хозяйстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. № 5. 2015 (www.vim.ru).
- Шатаева А.Л., Ташкинова И.Н. Оценка эмиссий парниковых газов производства аммиака и выявление направлений разработки и реализации климатических проектов // Химия. Экология. Урбанистика. Пермь: Изд-во ППУ, 2022. Т. 1. С. 146–150 (https://ceu.pstu.ru/wp-content/uploads/2022/06/Himiya.-Ekologiya.-Urbanistika.-Tom_1.pdf).
- Bashkin V., Alekseev A., Levin B., Mescherova E. Biogeochemical technologies for managing CO2 flows in agroecosystems // Adv. Environ. Eng. Res. 2023. V. 4, N 1: 012. DOI: 10.21926/aeer.2301012.
- Briukhanov A., Luostarinen S., Trifanov A., Shalavina E., Kozlova N., Vasilev E., Subbotin I. Revision of the total nitrogen and phosphorus content in a cattle manure-based organic fertilizer in North-West Russia // Agricultural and Food Science. 2021. V. 30. P. 44–52 (https://doi.org/10.23986/afsci.99191).
- Chai R., Ye X., Ma C., Wang Q., Tu R., Zhang L., Gao H. Greenhouse gas emissions from synthetic nitrogen manufacture and fertilization for main upland crops in China // Carbon Balance Management. 2019. 14:20 (https://doi.org/10.1186/s13021-019-0133-9).
- Guo Y., Ma Z., Ren B., Zhao B., Liu P., Zhang J. Effects of Humic Acid Added to Controlled-Release Fertilizer on Summer Maize Yield, Nitrogen Use Efficiency and Greenhouse Gas Emission // Agriculture. 2022. № 12. P. 448 (https://doi.org/10.3390/agriculture12040448).
- Meisterling K., Samaras C., Schweizer V. Decisions to reduce greenhouse gases from agriculture and product transport: LCA case study of organic and conventional wheat // J. Clean. Prod. 2009. № 17. C. 222–230. DOI: 10.1016/j.jclepro.2008.04.009.
- Najser T., Gaze B., Knutel B., Verner A., Najser J., Mikeska M., Chojnacki J., Nemcek O. Analysis of the effect of catalytic additives in the agricultural waste combustion // Process. Materials. 2022. V. 15. P. 3526 (https://doi.org/10.3390/ma15103526).
- Northrup D.L., Bassob B., Wang M.Q., Morgan C.L.S., Benfey P.N. Novel technologies for emission reduction complement conservation agriculture to achieve negative emissions from row-crop production // PNAS. 2021. V. 118, № 28. e2022666118 (https://doi.org/10.1073/pnas.2022666118).
- Samsonov R.O., Kazak A.S., Bashkin V.N. Master plan methodology for gas industry development. Moscow: Scientific World Publishing House, 2007. 304 p.
- Su K., Qin Q., Yang J., Li L., Deng S. Recent advance on torrefaction valorization and application of biochar from agricultural waste for soil remediation // J. of Renewable Materials (JRM). 2022. V. 10, № 2. DOI: 10.32604/jrm.2022.018146.
- Wang L., Qin T., Zhao J., Zhang Y., Wu Z., Cui X., Zhou G., Li C., Guo L., Jiang G. Exploring the nitrogen reservoir of biodegradable household garbage and its potential in replacing synthetic nitrogen fertilizers in China // Peer J. 2022. 10:e12621 DOI: 10.7717/peerj.12621.
- Wu K.K., Gong P., Zhang L.L., Wu Z.J., Xie X.S., Yang H.Z., Li W.T., Song Y.C., Li D.P. Yield-scaled N2O and CH4 emissions as affected by combined application of stabilized nitrogen fertilizer and pig manure in rice fields // Plant Soil Environ. 2019. № 65. P. 497–502.
- Zhang W.F., Dou Z.X., He P., Ju X.T., Powlson D, Chadwick D., Norse D., Lu Y.L., Zhang Y., Wu L., Chen X.P., Cassman K.G., Zhang F.S. New technologies reduce greenhouse gas emissions from nitrogenous fertilizer in China // Proc. Natl. Acad. Sci USA. 2013. V. 110. P. 8375–8380.
- Yu B., Liu X., Ji C., Sun H. Greenhouse gas mitigation strategies and decision support for the utilization of agricultural waste systems: A case study of Jiangxi Province, China // Energy. 2023. V. 265. 126380. DOI: 10.1016/j.energy.2022.126380.