От линейной к круговой экономике с нулевым выбросом СО₂

Уголь и углеродсодержащие отходы относятся к ценным первичными и вторичными углеродным носителям, чтобы их просто сжигать

Крупные глобальные изменения, связанные с численностью населения, экономическим ростом, прорывом в развитии технологий энергогенерации и потребления, привели к быстрорастущему международному спросу на природные ресурсы и сырье.

Столкнувшись с такими проблемами, как изменение климата, истощение природных ресурсов и растущий кризис отходов, основной задачей лиц, принимающих решения во многих странах, становится продвижение технологических инноваций, которые проложат путь к низкоуглеродной круговой экономике.

В рамках энергетического перехода Германия берет на себя роль первопроходца в замене традиционных ископаемых энергетических ресурсов возобновляемой энергией, применимо для своих секторов производства электроэнергии, отопления и транспорта.

Цель заключается в достижении нейтрализации выбросов парниковых газов к 2050 году. В то же время спрос со стороны конечных потребителей на устойчиво производимые продукты, например, ПВХ, этанол и H₂, из возобновляемых и вторичных углеродных ресурсов, таких как биомасса, отходы и так далее, также стимулируют переход от линейной к круговой экономике обращения углерода.

Уголь и углеродсодержащие отходы, например, муниципальные отходы, являются ценными первичными и вторичными углеродными носителями. В нынешней доминирующей линейной экономике эти углеродные ресурсы сжигаются для производства электроэнергии и тепла, а также для решения проблемы утилизации отходов в стране.

Однако, сжигание угля и отходов связаны со значительными количеством выбросов СО₂ и других, например, органических и неорганических соединений, мелких частиц. Благодаря значительному прогрессу, достигнутому в производстве возобновляемой энергии, сжигание углеродных ресурсов больше не соответствует глобальному стремлению к снижению выбросов СО₂.

Кроме этого, поскольку сжигание представляет собой потерю ценных углеродных ресурсов, которые могут быть химически использованы в качестве сырья для производства других товаров с добавленной стоимостью, это также противоречит международным усилиям по повышению эффективности использования ресурсов и их сохранению.

В связи с этим предлагается концепция для поддержания перехода от линейной модели к круговой экономике обращения углерода. Развитие новых и устойчивых цепочек создания стоимости, за счет использования угля и отходов в качестве альтернативного сырья для химической промышленности, посредством объединения различных секторов энергетики, химической промышленности и утилизации отходов, предлагает жизнеспособную и ориентированную на будущее перспективу для создания нейтрально-углеродного цикла. Дополнительные преимущества включают в себя снижение углеродного следа, повышение эффективности использования и сохранения первичных углеродных ресурсов.

Тенденции в секторах

Энергетика

Германия обладает значительным количеством собственного лигнита (бурого угля) с геологическими запасами 72,7 млрд. тонн, из которых 36,2 млрд. тонн считаются экономически выгодными для добычи и переработки. До настоящего времени энергетический переход страны был сосредоточен главным образом на достижении перехода ее электроэнергетической системы от ископаемых и ядерных к возобновляемым источникам энергии.

Это приводит к поэтапному снижению выработки ископаемой энергии, особенно угля. Добыча угля, переработка и связанные с этим отрасли промышленности являются основными работодателями не только в районах месторождений немецких бурых углей, расположенных в Северном Рейне-Вестфалии, Саксонии, Саксонии-Анхальте и Бранденбурге, но и в соседних угольных регионах - Польши и Чехии.

Изменения, вызванные переходом в энергопотреблении Германии, а также усилия по достижению климатических и энергетических целей ЕС, уже приводят к значительным и сложным структурным изменениям экономики для адаптации пострадавших отраслей и задействованного в них населения.

После десятилетий сжигания угля необходим новый и экологичный вариант поддержания структурного перехода этих регионов, с целью обеспечения устойчивой и долгосрочной перспективы развития.

Химическая промышленность

Химическая промышленность является основным сектором промышленности в Германии. Отрасль генерирует огромные доходы (185 млрд. евро за 2016 год). На него также приходится ≈ 447000 рабочих мест и инвестиции - более 7 млрд. евро. С 1990 года химическая промышленность Германии смогла сократить выбросы парниковых газов почти на 50% - до более 50 миллионов тонн эквивалента СО₂.

Однако обеспокоенность по поводу цен на сырье, истощения нефтяных ресурсов, обеспокоенность в поставках сырья из-за рубежа и требований со стороны экологически сознательных конечных потребителей усиливают давление на химическую промышленность с целью диверсификации своей сырьевой базы.

Более того, растет критика по поводу отсутствия учета «утечки углерода», то есть выбросов парниковых газов, которые связаны с процессами добычи, переработки и транспортировки за пределами национальных границ Германии, в цепочке добавленной стоимости импортируемой сырой нефти и природного газа, которая составляет около 85% углеродного сырья для немецкой химической промышленности.

Эти соображения мотивировали усилия представителей промышленности и лиц, принимающих политические решения по разработке внутренних и возобновляемых углеродных ресурсов в качестве альтернативного сырья для своей промышленности, с целью решения вопросов конкурентоспособности, безопасности поставок и устойчивости.

Отрасль утилизации отходов

В 2015 году в Германии было произведено 402 млн. тонн отходов. Ежегодно около 20 миллионов тонн сжигается для производства электроэнергии, технологического пара и/или тепла. Это означает выброс порядка 15 миллионов тонн СО₂ в атмосферу.

Использование альтернативного сырья из внутренних источников углеродных отходов по сравнению с обычным (нефть и природный газ) для химического производства может сократить потребности в поставках извне.

Ввиду большого, неиспользованного потенциала, имеющегося в пластиковых и других углеродсодержащих отходах, например, коммунальные, промышленные, биомасса, этот сектор предоставляет огромную возможность для повышения эффективности использования ресурсов методом направления бытовых отходов обратно в цепочку создания стоимости для нескольких циклов использования.

В дополнение к содействию сохранения ископаемых ресурсов, это также значительно уменьшит зависимость Германии от импорта и утечки углерода по международным цепочкам создания стоимости в химическом производстве.

Уголь и углеродсодержащие отходы относятся к ценным первичными и вторичными углеродным носителям. Таким образом, сжигание их для производства электроэнергии и как способ решения проблемы утилизации отходов в стране, более не соответствуют глобальному стремлению к сокращению выбросов парниковых газов, повышению эффективности использования и сохранения ресурсов.

Источник: Ро Пин Ли, Флориан Келлер, Бернд Мейер, Концепция поддержки перехода от линейной к круговой экономике углерода: чистые нулевые выбросы, эффективность использования ресурсов и сохранение путем объединения секторов энергетики, химической промышленности и утилизации отходов, Чистая энергия , Том 1 , Выпуск 1, декабрь 2017 года, страницы 102–113, https://doi.org/10.1093/ce/zkx004