Российский углеродный баланс

Б.Г. Федоров 

РОССИЙСКИЙ УГЛЕРОДНЫЙ 
БАЛАНС 

Монография 

Москва  
Издательство «Научный Консультант»
2017 

 

УДК 559 
ББК 26.23 
        Ф33 
РЕЦЕНЗЕНТЫ: 

Ф33
Б.Г. Федоров. Российский углеродный баланс: монография. – М.: 

Научный консультант. – 2017. – 82 с
   
 ISBN 978-5-9909478-5-6 

В монографии рассматривается широкий круг вопросов, связанных с расчетом углеродного баланса мира и России как фундаментальной основы, определяющей кругооборот углерода в природе. Понятие углеродного баланса 
является центральным при оценке темпов изменения климата планеты и связанного с этим явлением глобального потепления. Подробно исследованы 
основные источники поступления углерода в атмосферу в результате антропогенной деятельности и землепользования, а также процессы накопления 
углерода в природе и естественных резервуарах: атмосфере, биоте и океанах. Особое внимание уделено формированию текущего углеродного баланса России, включая оценки поступления углерода в атмосферу с индустриальными выбросами (энергетика, цементная промышленность) и землепользования, а также поглощения углерода лесами и нелесными биотами. Сделан 
прогноз углеродного баланса России в XXI веке с учетом ожидаемых изменений в выбросах углерода и их поглощения. В результате этих исследований автор делает важный вывод, что территория Россия в течение всего текущего столетия будет характеризоваться значительным превышением поглощающей способности по сравнению с поступлением углерода от антропогенной деятельности. Это означает, что Россия поглощает значительные 
объемы «чужого» углерода из атмосферы, что должно учитываться в исследованиях по глобальному потеплению и международных переговорных процессах по сохранению климата планеты. 
Книга представляет интерес для научных работников и практиков, студентов, занимающихся проблемами глобального изменения климата. 
. . 

  УДК 559 
  ББК 26.23 

ISBN 978-5-9909478-5-6
© Федоров Б.Г., 2016
© Оформление. Издательство «Научный 

консультант», 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 

1. Методология составления глобального баланса углерода……

1.1. Кругооборот углерода в природе………………………….
1.2. Составляющие глобального баланса……………………....

1.2.1. Доиндустриальный период…………………………..
1.2.2. Антропогенное воздействие на углеродный цикл....
1.2.3. Баланс углерода базового 1990-го года…………….
1.2.4. Баланс 2005-2014 годов………………………………

1.3. Накопление углерода в природе и емкость естественных 

резервуаров…………………………………………………..
1.3.1. Атмосфера ……………………………………………
1.3.2. Биота суши……………………………………………
1.3.2. Биота суши……………………………………………
1.3.3. Океан…………………………………………………..

1.4. Баланс выбросов и поглощений……………………………

2. Расчет «официального» баланса углерода для России…………

2.1. Выбросы парниковых газов и углерода в атмосферу………
2.2. Сопоставление выбросов и поглощений…………………..

3. Прогноз углеродного баланса России в 21 веке………………..

3.1. Расчет ожидаемых выбросов углерода на территории
России (энергетика)………………………………………………
3.2. Поглощение и эмиссия углерода биотой России………….

3.2.1. Леса……………………………………………………
3.2.2. Нелесные биомы………………………………………
3.3. Итоговый баланс………………………………………..

4. Об исторической ответственности стран в климатических
изменениях……………………………………………………………
Заключение……………………………………………………………

3 

Б.Г. Федоров 
Памяти тёти Тони 

ВВЕДЕНИЕ 

Известно, что атмосфера Земли является естественным парниковым одеялом и согревает земную поверхность. Без атмосферы средняя температура близ земной поверхности была бы около −18°С вместо ныне существующей +15°С (среднее значение за период 19501980 гг.). Так, в Москве в 1862 г. средняя годовая температура была 
+1,2°C. В последние десятилетия, особенно с 1970-х годов, климат 
Москвы становится теплее, растет среднегодовая температура воздуха. Средняя температура за десятилетие увеличивалась: 1969-1978 – 
+4,8°С, 1979-1988 – +5,0°С, 1989-1998 – +5,7°С, 1999-2008 – +6,3°С1. 
С началом индустриализации мирового хозяйства в атмосфере 
появился антропогенный углекислый газ как побочный продукт промышленных технологий, дополнительно согревающий Землю. Возник огромный энергетический поток, который вызывает ощутимые 
изменения в биосфере и в целом на Земле.  Климатические исследования надежно установили тесную связь между глобальным потеплением и кумулятивными выбросами парниковых газов. Человечество, 
осваивая средства для своей жизнедеятельности, перегружает биосферу, которая формировалась миллиарды лет. Энергообмен между 
человеком и природой достиг такого масштаба, что возникла проблема безопасности воспроизводства жизни. В условиях возможного социоприродного апокалипсиса перед человечеством стоит задача – изменить отношение к природопользованию, рационально организовать 
международное сотрудничество в этой области. 
Возникло учение о ноосфере. Один из основателей этого учения 
– Пьер Тейяр де Шарден – под ноосферой понимал, в первую очередь, глобальное развитие «коллективного разума»2.  В.И. Вернадский принял это понятие и писал: «Под влиянием научной мысли и 
человеческого труда биосфера переходит в новое состояние – ноосферу». Он считал, что коллективное мышление должно преобразо
1 Тренд среднегодовой температуры (Архив), см. МГУ + ТСХА + ВВЦ. 
2 Тейяр де Шарден П. Феномен человека. – М. 1987. 
4 

вать биосферу, управлять будущим, улучшив условия для жизни человека на планете3. 
Одной из глобальных проблем, встающих сегодня перед всем 
человечеством, считается глобальное потепление климата: поглощение теплового излучения Земли парниковыми газами ведет к разогреву приземного слоя атмосферы и способствует глобальному потеплению. В 1988 году Всемирной метеорологической организацией и 
Программой ООН по окружающей среде была основана Межправительственная группа экспертов по изменению климата. Принципы 
Шардена-Вернадского реализуются человечеством, поэтому и в дальнейшем должны быть методологической основой обеспечения пути 
практического созидания ноосферы. Проблемы глобального потепления решаются на мировом уровне с учетом интересов всех стран. На 
21-ой Конференции Сторон по изменению климата принято Парижское соглашение4. Документ закрепляет основные принципы действий всех государств на период с 2020 года. В соглашении поставлена 
цель – сдержать потепление на уровне менее +2°С, а в идеале +1,5°С 
к 2050 году. Исходя из этого, все страны, включая Россию, должны 
разработать собственные долгосрочные стратегии «низкоуглеродного» развития, планы по адаптации к изменениям климата и реализовывать соответствующие меры. По новому соглашению, наименее 
развитые и уязвимые к изменениям климата страны получат серьезную финансовую помощь: в 2020 году финансовая поддержка этих 
государств составит 100 млрд. долл., а дальше будет только увеличиваться.  
В этих условиях стратегии развития стран предполагают участие 
в сдерживании выбросов парниковых газов при адаптации экономики 
к изменениям климата.  
Соглашение реализуется в разделении ответственности Сторон 
конвенции за потепление климата, а именно – сокращение выбросов, 
когда все страны считаются эмиттерами углекислого газа. Это положение является реализацией научно обоснованного глобального баланса углерода и перманентно закрепляется процедурой консенсуса 
на всех Конференциях ООН по климату. 
На основе подобной концепции Министерством природных ресурсов и экологии РФ разработана Климатическая доктрина Российской Федерации и распоряжением Президента утверждена 17 декабря 

3 Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. – М.: Наука, 1991.-271 с. (Глава 1 §9). 
4 Конференция по изменению климата в Париже 2015 года. 
5 

года. Правительству при проведении политики по вопросам, 
связанным с возможным глобальным и региональным изменением 
климата и его последствиями, предписано руководствоваться положениями Климатической доктрины. С этой целью предусматривается 
реализовать меры, обеспечивающие:  
• повышение энергетической эффективности во всех секторах экономики;  
• развитие использования возобновляемых и альтернативных 
источников энергии;  
• сокращение рыночных диспропорций, реализацию мер финансовой и налоговой политики, стимулирующих снижение антропогенных выбросов парниковых газов;  

• защиту и повышение качества поглотителей и накопителей 
парниковых газов, включая рациональное ведение лесного 
хозяйства, облесение и лесовозобновление на устойчивой 
основе5.  
Наиболее рациональным путем для России считается адаптация 
народного хозяйства к климатическим изменениям6. 
Смягчение ограничений экономического развития по эмиссии 
парниковых газов для России связано с расширением понятия национальной ответственности в проблеме борьбы с глобальным потеплением климата. Обязательства страны должны определяться не только 
из учета выбросов углекислых газов и их поглощения управляемыми 
лесами на ее территории (согласно Парижскому соглашению), но с 
полным учетом всех других поглотителей углекислого газа. 
В этой связи одной из острейших и дискуссионных является 
проблема составления национального научно-обоснованного баланса 
потоков углекислого газа. Поэтому особенно актуальны сведения как 
о глобальных и национальных источниках углекислого газа, так и о 
глобальных и национальных стратегических ресурсах – его поглотителях и накопителях. 
Ниже представлен разработанный автором национальный углеродный баланс, из которого следует, что Россия является неттопоглотителем, а не эмиттером углекислого газа. В связи с этим необходимо вначале провести широкое обсуждение национального углеродного баланса и только после этого намечать упреждающие меры 

5 Климатическая доктрина Российской Федерации. Распоряжение Президента РФ от 17 декабря 2009 г. N 
861-рп «О Климатической доктрине Российской Федерации». 
6 Порфирьев Б. Н. Природа и экономика: риски взаимодействия: (эколого-экономические очерки); Под ред. В. В. 
Ивантера – М.: Анкил. 2011. 
6 

по «спасению» человечества и «дифференцировать ответственность» 
между странами. И если Россия намеревается принять участие в общей борьбе с потеплением климата, то она может делать это сугубо 
на добровольных началах, а не в жестких рамках международных 
обязательств. 
Автор признателен руководству Института народнохозяйственного прогнозирования РАН за многолетнюю поддержку в работе по 
проблеме составления Российского углеродного баланса. Структуризация и редактирование книги выполнены доктором экономических 
наук Синяком Ю.В. и кандидатом экономических наук Гольденберг 
И.А. При этом полностью сохранено содержание текста и авторский 
стиль. 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 

7 

1. МЕТОДОЛОГИЯ СОСТАВЛЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОГО 
БАЛАНСА УГЛЕРОДА 
 
В атмосфере Земли имеются газы, которые действуют как «парник», задерживая лучи Солнца, отражающиеся от поверхности Земли. 
Как отмечено выше, без этого на Земле было бы слишком холодно 
для поддержания жизни. С началом индустриальной эпохи в атмосферу стали поступать отходы хозяйственной деятельности человека 
– парниковые газы, главным образом СO2. Увеличение объемов парниковых газов вызывает дополнительное повышение температуры 
внутри «парникового одеяла». В результате сжигания угля, нефти и 
природного газа увеличивается концентрация этих газов в атмосфере. 
Другая причина роста объема парниковых газов – глобальная вырубка лесов, которая сокращает поглощение углекислого газа из атмосферы. Существует тесная корреляция между концентрацией парниковых газов в атмосфере и температурой приземного воздуха «парникового одеяла» (см. рис. 1.1). В течение более ста лет поступление 
парниковых газов в атмосферу происходило быстрее, чем их удаление из атмосферы естественными природными поглотителями.  
 

 
 
Рис. 1.1. Динамика концентрации СО2 атмосферы и глобальной  
температуры приземного воздуха. 

 
Источник: Почему нам нужны возобновляемые источники энергии?  
http://www.rea.org.ua/dieret/WHY/why.html 

8 

1.1. Кругооборот углерода в природе 
 
Круговорот атомов является одним из основных законов геохимии биосферы – законом биологического круговорота атомов. Живое 
вещество обеспечивает обмен атомов на Земле между органической и 
неорганической природой. Живое вещество занимает сравнительно 
очень малую толику массы земной коры. Но через тела биологических организмов в течение 13-ти лет проходит в десять раз больше 
углерода, чем его содержится в земной коре. Почти весь свободный 
кислород в биосфере образуется и поддерживается за счёт деятельности живых организмов.  
Глобальный углеродный баланс это баланс потоков углерода в 
процессе 
круговорота 
углерода 
между 
резервуарами 
суша↔атмосфера↔океан. Эта картина, в общем-то, достаточно простая. Еще в 1771 г. английский естествоиспытатель Джозеф Пристли 
(с 1780 г. – почетный член Петербургской Академии наук) в принципе разрешил основную проблему углеродного цикла: перемещения 
углерода из атмосферы через растения и животных обратно в атмосферу. Но составление углеродного баланса чрезвычайно сложно в 
количественных оценках естественных и антропогенных потоков углерода в природе. 
Различают быстрый и медленный углеродный цикл.  
Быстрый углеродный цикл происходит при миграции углерода в 
системе суша↔атмосфера↔океан. Время оборота определяется объемом резервуара и мощностью обменных потоков и происходит на 
протяжении нескольких лет для атмосферы и десятилетий – тысячелетий для растительности, почвы, океана. 

Медленный, осадочный углеродный цикл происходит при формировании запасов углерода. Миграция углерода происходит в процессе 
вулканических извержений, химической и эрозионной активности, 
осадконакопления. Процесс, связанный с накоплением углерода в 
горных породах, длится сотни миллионов лет. 

Методология и расчеты потоков глобального углеродного баланса изложены в коллективной статье (Le Quéré et al., 2015) – специалисты 58 научных учреждений составили глобальный углеродный 
баланс1.  
Глобальная антропогенная эмиссия углерода и его миграция в 
атмосфере, океане и суше находятся в равновесии: 

1 C. Le Quéré et al.: Global carbon budget 2015. 
9 

EFF + ELUC = GATM + SOCEAN + SLAND , 
где 
EFF  – выбросы в результате сжигания ископаемого топлива и 
производства цемента; 
ELUC – выбросы в результате деятельности человека на земле – 
землепользования, изменений в землепользовании и лесопользовании; 
GATM – содержание углерода в атмосфере; 
SOCEAN – поглощение углерода океаном; 
SLAND – поглощение углерода биотой суши. 
 
1.2. Составляющие глобального баланса 
 
1.2.1. Доиндустриальный период 

 
Миграция углерода в природе до индустриализации мирового хозяйства отображена на рис. 1.2. 
 

Рис. 1.2. Схема глобальных потоков углерода в доиндустриальный 
период и их запасы, ГтС 2 

 
Условные обозначения к рис. 1.2: 
DIC 
– 
dissolved 
inorganic 
compounds: 
растворенные 
неорганические соединения; 
DOC – dissolved organic compounds: растворенные органические 

2 Величины углеродных ёмкостей имеют размерность Гт = 1*109 т, потоков – Гт / год  
10 

соединения; 
POC – particulate organic compounds: взвешенные органические 
соединения; 
NPP – net primary production: чистая первичная продукция; 
Rh   – heterotrophic respiration: гетеротрофное дыхание3. 

 
При общем запасе углерода, участвующего в глобальном круговороте, с общей массой 40851 ГтС, основная ее часть – 38321 ГтС 
(93,8%) сосредоточена в океане; из них 38240 ГтС (99,8%) – это углерод в составе растворенных неорганических соединений. Биомасса 
наземных экосистем содержит 850 ГтС (2,1%); в почве находится 
примерно столько же – 1080 ГтС (2,6%). 
Отметим 
важнейшие 
характеристики 
глобального 
цикла 
углерода, составленного для доиндустриального периода: Атмосфера 
содержала 600 ГтС (1,5% общего глобального запаса). Концентрация 
СО2 в 1750 году оценивается в 278 молекул СО2 на миллион молекул 
сухого воздуха (ppm). Потоки атмосфера↔океан были уравновешены 
и оценивались в размере 74 ГтС/год (57% общего природного объема 
потоков). Сбалансированы были также потоки атмосфера↔биота, 
которые оценивались в 55 ГтС/год (43% общего природного объема 
потоков). Время оборота СО2 в атмосфере составляло около пяти лет 
(600 ГтС : (74 ГтС/год + 55 ГтС/год)). 
На этой картине все потоки в системе суша↔атмосфера↔океан 
уравновешены, источники эмиссии CO2 и поглотители являются естественными. Состояние системы, когда потоки уравновешены, круговорот замкнут и отсутствуют экзогенные воздействия, условились считать квазистационарным. 

1.2.2. Антропогенное воздействие на углеродный цикл 

 
В начале индустриализации мирового хозяйства повышение концентрации углекислого газа в атмосфере было вызвано эмиссией углерода в атмосферу от вырубки леса и других способов хозяйственного использования земель. Примерно с 1920-х годов выбросы СО2 от 
сгорания ископаемого топлива стали доминантным источником антропогенной эмиссии в атмосферу. Антропогенная эмиссия приводит 
к нарушению естественного, природного углеродного цикла между 
атмосферой, океаном и земными хранилищами. 

3 Источник: Brovkin V., Bendtsen J., Claussen M. Etal. Carbon cycle, vegetation and climatic dynamics in the Holocene: Experiments with the CLIMBER-2 model // Global Biogeochem. Cycles. 2002. Vol. 16. № 4. P. 1139. 
11