Исследователи предложили интегрировать установки прямого улавливания углерода из атмосферы (DAC) в работу тепличных хозяйств, расположенных в пустынных регионах. Согласно материалам исследования, опубликованным в журнале npj Sustainable Agriculture, такой подход позволяет не только увеличить урожайность, но и сделать сельскохозяйственное производство углеродно–нейтральным или даже углеродно–отрицательным. Новая стратегия призвана решить две ключевые проблемы – обеспечение продовольственной безопасности в условиях экстремального климата и минимизацию антропогенного воздействия на биосферу.
Земледелие в засушливых зонах долгое время считалось энергозатратным и экологически невыгодным из-за необходимости интенсивного контроля микроклимата и искусственного обогащения воздуха углекислым газом. Традиционно СО2 для теплиц получают из ископаемых источников, что увеличивает углеродный след продукции. Применение технологии DAC меняет эту парадигму – углекислый газ извлекается непосредственно из окружающего воздуха и направляется внутрь защищенного грунта для стимуляции фотосинтеза. Такой подход позволяет создать замкнутый цикл оборота углерода на уровне конкретного хозяйства.
Техническая реализация проекта опирается на использование специальных химических сорбентов, способных эффективно улавливать газ даже при его низкой концентрации, характерной для пустынного воздуха. Очищенный и сжатый СО2 подается в теплицы, где его уровень строго контролируется для достижения максимального роста растений без риска токсического воздействия. Важным условием работы системы является ее полная энергетическая автономность. Питание установок осуществляется за счет солнечной энергии – ее избыток в пустынях позволяет полностью отказаться от ископаемого топлива и снизить нагрузку на локальные электросети.
Эксперименты с выращиванием томатов, огурцов и листовой зелени показали значительный прирост биомассы и улучшение питательных свойств плодов. Обогащение атмосферы углеродом также положительно сказалось на эффективности водопотребления. В условиях дефицита ресурсов растения, растущие в среде с повышенным содержанием СО2, производят больше продукции на каждую единицу испаренной воды. В сочетании с системами капельного орошения и гидропоники это создает устойчивую модель агропроизводства для регионов, наиболее подверженных климатическим рискам.
Экономическая целесообразность модели подтверждается возможностью получения углеродных кредитов за счет извлечения парниковых газов из атмосферы. По мнению авторов работы, синергия доходов от продажи качественных продуктов питания и компенсаций за сокращение выбросов делает подобные проекты привлекательными для частных инвесторов. В долгосрочной перспективе масштабирование этой технологии может превратить бесплодные земли в высокотехнологичные центры производства продовольствия, способствуя стабилизации мировых рынков и достижению глобальных целей по декарбонизации экономики.