Переосмысление СО2: от загрязнителя к ценному ресурсу

Нет сомнений в том, что CO₂ можно удалить из воздуха с помощью химических процессов. Так, люди могут дышать на подводных лодках или космических кораблях. Но общепринятым мнением среди ученых является то, что делать это в глобальном масштабе дорого и поэтому нецелесообразно

Глобальные выбросы парниковых газов беспокоят многих, несмотря на десятилетия разговоров об их ограничении, возможно, пришло время по-другому взглянуть на климатический кризис. Да, нам нужно меньше сжигать уголь, нефть и природный газ, но очевидно, что ископаемое топливо не исчезнет еще долгое время. Так почему бы не попытаться навести порядок?

К этому, например, стремится горстка видных ученых, разрабатывая технологии для удаления углекислого газа из воздуха. Они создали проекты и привлекли состоятельных инвесторов. Они говорят, что их технологии не нуждаются в государственной поддержке, хотя это бы помогло. Прежде всего, они нуждаются в переоценке мышления, которое рассматривает CO₂ не просто как загрязнитель, а как ценный товар.

Nathaniel “Ned” David, исполнительный директор стартапа под названием Kilimanjaro Energy говорит так: «Крупнейшим видом отходов, производимым человечеством, является CO₂. Тридцать гигатонн в год. Это огромный ресурс, и сегодня мы просто выдуваем его впустую. Что если бы был какой-то способ уловить его и заработать на этом деньги?».

Удаление диоксида углерода иногда рассматривается как часть геоинженерии - преднамеренных действий планетарного масштаба, чтобы охладить Землю, но на самом деле, существуют довольно разные оценки, касающихся её стратегии, в том числе характеризующиеся, как рискованные, несовершенные, спорные и трудно управляемые.

Наиболее обсуждаемая геоинженерная технология - управление солнечной радиацией для снижения температуры, но она не предусматривает устранение причины (повышение концентрации CO₂ в атмосфере). Более того, геоинженерия в широком смысле, как реакция на изменение климата застряла, потому что правительства отказались предоставить больше, чем просто символические средства для исследований, и нет бизнес-модели для их поддержки.

Удаление углекислого газа, напротив, направлено на первопричину глобального потепления и не создает риски. Например, стартап-компания Global Thermostat построила небольшую демонстрационную установку в Калифорнии, которая поглощает углекислый газ из воздуха. Размером с двухэтажную шахту лифта, пилотный модуль всасывает воздух через пористые керамические блоки, где амины связываются с углекислым газом. Затем блоки опускаются в специальную камеру, где обрабатываются паром, поглощающим CO₂. Далее процесс повторяется.

Нет сомнений в том, что CO₂ можно удалить из воздуха с помощью химических процессов. Так, люди могут дышать на подводных лодках или космических кораблях. Но общепринятым мнением среди ученых является то, что делать это в глобальном масштабе дорого и поэтому нецелесообразно.

Комитет Американского физического общества выпустил 100-страничную оценку технологии под названием «Прямое улавливание CO₂ с помощью химических веществ», в который заключил, что стоимость системы составит «порядка 600 долларов США и более за метрическую тонну CO₂». В докладе делается вывод: «Прямой захват CO₂, в настоящее время, экономически не целесообразен в осуществлении действий по уменьшению изменения климата».

Говард Херцог, профессор Массачусетского технологического института, утверждает, что имеет большой смысл собирать CO₂ из дымовых газов электростанций, где его концентрация значительно выше - около 12% у угольных электростанций и 4% - у газовых. (В воздухе уровень CO₂ ниже 400 частей на миллион, то есть менее 0,04 процента).

Херцог говорит, что любой, кто утверждает, что может улавливать CO₂ из воздуха с низкими затратами, «либо нечестен, либо обманывает сам себя». Он дает оценку, что стоимость захвата углекислого газа составит «около 1000 долларов за тонну CO₂».

Затраты имеют большое значение, потому что существует значительный спрос на CO₂ по ценам, которые могут превышать 100 долларов за тонну. Большая часть спроса поступает от нефтяных компаний, которые хотят закачивать сжиженный CO₂ в резервуары, для вытеснения трудноизвлекаемой нефти (проверенная технология, называемая улучшенной нефтеотдачей).

Каждый запуск улавливателя углекислого газа использует свою собственную технологию и дизайн установки. Кто-то планирует использовать остаточное тепло от электростанций для работы своих машин, в то время как другие делают ставку на технологию, известную как «влажная очистка», в которой водный раствор поглощает CO₂ из воздуха, который пропускается через устройства, известные как воздушные контакторы. Каждой машине потребуется огромное количество оборудования, и построено их должно быть тысячи, чтобы оказать существенное влияние на климат.

Со временем, если затраты снизятся, технология улавливания газа может выйти на рынки за пределами нефтяной промышленности. Например, есть потребность у компаний по выращиванию водорослей, которые хотят обогащать углекислым газом их питательную среду.

CO₂ необходим производителям биотоплива из водорослей. «Водоросли - самое эффективное растение для производства топлива, и оно не может самостоятельно добывать достаточное количество CO₂ из атмосферы». Улавливание углерода из воздуха для питания водорослей делает возможным углеродно-нейтральное топливо с замкнутым циклом, то есть такое, в котором CO₂, выделяемый при сжигании топлива, компенсируется поглощенным CO₂ при его производстве.

Существуют идеи создания топлива для транспорта, комбинируя CO₂ с водородом, извлеченным из воды. Если бы процесс мог работать на солнечной энергии, он мог бы производить возобновляемые углеводородно-нейтральное горючее для автомобилей, грузовиков, кораблей и самолетов. «Это решит проблему энергетической безопасности любой страны, поскольку у каждого есть вода и CO₂ из воздуха». Любая страна сможет стать производителем нефти.

Поскольку парниковые газы рассеяны по всему земному шару, захват углекислого газа из воздуха может осуществляться повсеместно. Этот факт является ключевым для бизнес-планов западных стартапов. Предполагается построить первые заводы по улавливанию углерода в местах с дешевой рабочей силой, дешевой землей, дешевыми затратами на строительство, дешевым природным газом для их эксплуатации и, в идеале, с высоким спросом на CO₂. «Если мы сможем найти это все сразу, - говорят некоторые, - это будет равносильно печатанию денег».

Для окружающей среды это будет означать, что загрязнение углеродом не нужно устранять прямо у его источника. Выбросы CO₂ в Сан-Паулу или Китае могут быть уловлены машинами в Исландии или на Ближнем Востоке. Захват углекислого газа из воздуха может оказаться единственным способом поглощения рассеянных по миру выбросов от автомобилей, грузовиков, поездов, кораблей или самолетов.

Источник: Yale School of the Environment