Университетские исследователи показали, что переход к экологически чистым подходам в очистке сточных вод в США, который использует потенциал углеродного финансирования, может сэкономить ошеломляющие 15,6 миллиарда долларов и чуть менее 30 миллионов метрических тонн CO2-эквивалентные выбросам за 40 лет.
Всесторонние выводы Университета штата Колорадо были освещены в первом в своем роде исследовании Nature Communications Earth & Environment. В работе Инженерного колледжа Вальтера Скотта (the Walter Scott, Jr. College of Engineering) исследуются потенциальные экономические компромиссы от перехода к «зеленой» инфраструктуре и технологическим решениям, которые выходят за рамки существующих методов очистки сточных вод.
В отчете, основанном на данных, собранных на более чем 22 000 объектах, представлены исчерпывающие базовые показатели и исследуется взаимосвязь между выбросами, затратами и возможностями очистки для операторов коммунальных служб и лиц, принимающих решения.
Брейден Лимб (Braden Limb) является первым автором статьи и аспирантом кафедры системной инженерии. Он также является научным сотрудником на кафедре машиностроения. По его словам, полученные результаты являются ключевым первым шагом к классификации и пониманию потенциальных «зеленых» решений для сточных вод.
«Эти результаты проводят черту на песке, которая показывает, каков потенциал для внедрения «зеленых» подходов в этой области — как с точки зрения экономии денег, так и с точки зрения общего сокращения выбросов», — сказал он. «Это отправная точка для понимания того, какие маршруты доступны нам сейчас и как стратегии финансирования могут превратить очистку воды из локальной проблемы в нечто, что решается на глобальном уровне с помощью рыночных стимулов».
Исследование было выполнено в партнерстве с Университетом Колорадо в Боулдере и Университетом имени Бригама Янга. Результаты исследования касаются как точечной очистки воды, так и неточечных источников загрязнения воды.
Традиционные водоочистные сооружения с точечными источниками, такие как очистные сооружения, удаляют проблемные вещества, такие как азот и фосфор, прежде чем выпустить воду обратно в циркуляцию. Эта система серой инфраструктуры, как ее называют, контролируется Агентством по охране окружающей среды.
Тем не менее, стандарты регулирования могут ужесточиться в будущем, и объектам потребуется больше энергии и, в свою очередь, больше выбросов, чтобы достичь новых допустимых пороговых значений. На существующие объекты уже приходится 2% всего потребления энергии в США и 45 миллионов метрических тонн CO2 выбросов, сказал Лимб.
Еще одним значительным источником загрязнения пресной воды в США является деятельность, не связанная с точечными источниками, такая как стоки удобрений от сельского хозяйства, попадающие в реки. Другими неточечными источниками загрязнения могут быть, например, лесные пожары, вызванные изменением климата, или городское развитие.
Лимб сказал, что вместо того, чтобы строить больше очистных сооружений с серой инфраструктурой для решения этих растущих источников, в документе исследуются «зеленые» подходы, финансируемые за счет углеродных рынков, которые могут бороться с обоими типами одновременно.
«Вместо строительства еще одного очистного сооружения может произойти переход к природным решениям, таким как строительство водно-болотных угодий или лесовосстановление», — сказал он. «Эти варианты могут изолировать более 4,2 миллиона выбросов углекислого газа в год в течение 40 лет и иметь другие дополнительные преимущества, к которым мы должны стремиться, такие как более низкие общие затраты».
Углеродное финансирование – это механизм, направленный на смягчение последствий изменения климата путем стимулирования деятельности, направленной на сокращение выбросов или их поглощение из атмосферы. Компании добровольно покупают «кредиты» на открытом рынке, которые представляют собой сокращение или удаление углерода из атмосферы, что может быть достигнуто различными способами. Этот кредит компенсирует выбросы от деятельности учреждения, поскольку оно стремится достичь целей устойчивого развития.
Эти профессии стимулируют развитие устойчивых видов деятельности, а также могут стать источником новых денег для дальнейшей разработки или расширения новых подходов.
Несмотря на то, что существуют аналогичные рынки финансирования для воды, проблема изначально более локальна, чем проблема качества воздуха и углерода. Эта динамика ограничивала стоимость торговли на рынке воды в прошлом. В документе высказывается предположение, что эти существующие рынки могут быть улучшены, и что углеродные рынки также могут быть использованы для изменения некоторых финансовых стимулов, которые фермеры имеют в отношении очистки воды и воздействия их деятельности.
Исследователи обнаружили, что использование рынков может приносить 679 миллионов долларов дохода в год, что представляет собой возможность для дальнейшей мотивации решений в области зеленой инфраструктуры в рамках программ торговли качеством воды для соответствия, регулируемым стандартам.
Профессор машиностроения Джейсон Куинн, является соавтором исследования. Он сказал, что полученные результаты имеют некоторые ограничения, но это был важный первый шаг к моделированию, как проблемы, так и возможностей, доступных в настоящее время. Он сказал, что результаты в документе поддержали новые исследования в CSU совместно с Национальным научным фондом для дальнейшей разработки необходимой методологии углеродных кредитов с заинтересованными сторонами.
«Это первый раз, когда мы рассматриваем качество воздуха и воды одновременно — вода локальна, а углерод глобален», — сказал он. «Но, объединив эти рыночные механизмы, мы можем извлечь выгоду из окна возможностей, чтобы ускорить улучшение рек Америки по мере того, как мы переходим к возобновляемым источникам энергии и восстановленному будущему водоразделов».
Автор: Colorado State University
Источник: https://phys.org/news/2024-04-green-wastewater-infrastructure-emissions-huge.html
