Цена изобилия: выбросы парниковых газов от удобрений суммируются

Комплекс промышленных башен возвышается над равниной на краю шоссе, его трубы и трубы змеятся друг вокруг друга. Рабочие в неоновых желтых жилетах и ​​защитных шлемах перемещаются по лабиринту на пикапах, а район окутан промышленным гулом. Искусственные облака плывут над близлежащей рекой Миссисипи, по которой баржи и корабли перевозят товары вверх и вниз по течению.

Это комплекс в Дональдсонвилле компании CF Industries, крупнейший в мире завод по производству аммиака. Завод по производству азотных удобрений площадью 1400 акров является частью обширной глобальной промышленности, на которую приходится значительная часть выбросов парниковых газов во всем мире. Согласно исследованию, опубликованному в журнале Scientific Reports за 2022 год, на цепочку поставок синтетических азотных удобрений приходится 2,1% глобальных выбросов удерживающих тепло газов – больше, чем выбросы всей авиации.

Один только завод в Дональдсонвилле является крупнейшим источником промышленных выбросов парниковых газов в Луизиане. Но выбросы азотных удобрений не ограничиваются заводом; Газы, согревающие планету, возникают на протяжении всего жизненного цикла удобрений.

Согласно исследованию, только около 41% выбросов приходится на процесс производства и транспортировки удобрений с промышленных объектов, подобных этому. Большинство из них приходится на выбросы, образующиеся на сельскохозяйственных полях после внесения удобрений.

Корень проблемы: некоторые фермеры вносят больше удобрений, чем необходимо для оптимального роста растений. «Растения не потребляют лишний азот», — сказала Алисия Ледо, учёный-фрилансер и соавтор исследования Scientific Reports. «Он просто поднимается в атмосферу, а это пустая трата».

Путешествие азотных удобрений – и выделение ими мощных удерживающих тепло газов – является обширным и попутно влияет на климат.

Открытие процесса производства синтетических удобрений в начале 20-го века произвело революцию в сельском хозяйстве, позволив добиться значительного скачка в производительности. Процесс Хабера-Боша, используемый до сих пор, берет азот из воздуха и объединяет его с водородом из ископаемого топлива – обычно природного газа, также называемого метаном – для производства аммиака. В результате этого процесса выделяются два основных парниковых газа: метан и углекислый газ.

Аммиак является сырьем для производства азотных удобрений, таких как мочевина. Это также второе по объему производства химическое вещество в мире, на долю которого приходится 2% мирового потребления энергии из ископаемого топлива. В результате это химическое вещество генерирует 450 миллионов тонн углекислого газа ежегодно и является более интенсивным по выбросам, чем производство стали и цемента.

В 2019 году комплекс Дональдсонвилл, принадлежащий CF Industries, сообщил о выбросах углекислого газа более 10 миллионов метрических тонн, что соответствует годовым выбросам 2,7 угольных электростанций.

В процессе производства также выделяется метан — газ, более чем в 25 раз более мощный, чем углекислый газ, который сохраняется в атмосфере меньше времени. Исследование, проведенное Корнеллским университетом и Фондом защиты окружающей среды, показало, что выбросы метана на шести типичных заводах по производству аммиака по производству удобрений были в 100 раз выше, чем оценки производителей удобрений.

После производства удобрения отгружаются по трубопроводам, баржам, кораблям, поездам и грузовикам. Согласно исследованию, на транспорт приходится 2,6% от общего объема выбросов удобрений.

Затем дело за дистрибьюторами и, в конечном счете, за фермерами и их полями. Ежегодно в кукурузу в США вносится 6 миллионов тонн азотных удобрений. Многое идет в Кукурузный пояс страны, почти 1500 миль ландшафта Среднего Запада, где доминирует эта нуждающаяся в азоте культура.

В Соединенных Штатах примерно 72 миллиона тонн выбросов в эквиваленте углекислого газа происходят из-за азота, вносимого на фермерские поля.

Все дело в круговороте азота — серии процессов, в ходе которых азот и его соединения становятся доступными для растений и других живых организмов. Воздух, которым мы дышим, полон азота, но растениям необходимо преобразовать этот газ в пригодную для использования форму. Бактерии и другие организмы помогают его расщепить.