Декарбонизация или подходы к удалению углерода из атмосферы

В то время как возобновляемая энергетика; электрификацию и повышение энергоэффективности являются главными инициативами на пути к глобальной декарбонизации, технологии удаления углерода из атмосферы делают еще один шаг вперед, позволяя не только избежать новых выбросов, но и использовать имеющиеся.

Концепция переработки извлеченного из атмосферы оксида углерода, предусматривает извлечение парниковых газов в процессе промышленного производства или непосредственно из воздуха, для их последующей переработки или использования. Благодаря этой инициативе с увеличением промышленного производства объемы выбросов СО2 смогут снижаться, а не расти. Многие такие технологии основаны на принципах синтетической биологии и микробиома.

Стоимость мирового рынка продуктов, созданных с использованием переработанного углерода, оценивается в 6 трлн долларов США. Сегодня на этом рынке появляются строительные материалы, пластик, текстильные изделия и ковровая плитка. 

Экологические решения в области парниковых газов из атмосферы, такие как регенеративное сельское хозяйство, лесовозобновление и лесоразведение, направлены на восстановление способности природы к самоочищению от выбросов.Удаление парниковых газов заставляет задуматься о более общей проблеме устойчивого развития: будет ли достаточно обеспечить нулевые нетто-выбросы? Основным предприятиям, загрязняющим окружающую среду, технологии удаления выбросов из атмосферы помогают ускорить переход к углеродной нейтральности. Однако для многих международных компаний возможность улавливать и использовать углерод позволяет пойти еще дальше и удалять из атмосферы больше углерода, чем они производят. Ряд корпораций, среди которых Microsoft, Ikea и AstraZeneca, уже заявили о намерении выйти на отрицательный уровень нетто-выбросов посредством извлечения углерода из атмосферы. 

Крупнейший в мире завод, предназначенный для «высасывания» диоксида углерода из воздуха, заработала на геотермальной электростанции Хеллишейди в Исландии. Фабрика под названием «Orca» (это слово означает «энергия» на исландском языке), построенный швейцарским стартапом Climeworks AG будет удалять углерод из атмосферы и закачивать его глубоко в землю. Из 16 установок, построенных Climeworks по всей Европе, «Orca» – единственная, которая целиком избавляется от СО2, а не перерабатывает его. По словам авторов разработки, при работе на полную мощность завод будет ежегодно потреблять из воздуха 4000 тонн углекислого газа. По данным Агентства по охране окружающей среды США (ЕРА), это соответствует выбросам примерно от 870 автомобилей.

«Orca» втягивает большое количество воздуха с помощью огромных вентиляторов, приводя воздух в контакт с химическими веществами, которые могут выборочно удалять СО2, одновременно выделяя азот, кислород и другие газы обратно в атмосферу. Затем обогащенные углеродом химикаты нагреваются примерно до 100°С, чтобы выделить СО2 в виде чистого газа.

Установка смешивает газ с водой и закачивает его глубоко в землю в базальтовые породы. Растворенный СО2 кристаллизуется в минерал примерно за два года, навсегда удаляясь из атмосферы. Энергия для всех этих шагов поступает от геотермальной станции Хеллишейди.  

Воспроизвести эту комбинацию факторов – базальтовых пород и дешевой энергии с нулевым содержанием углерода – в другом месте будет нелегко. Можно хранить СО2 в других геологических формациях, где они не превращаются в горные породы, подобно тому, как это происходит с нефтью и газом. Но без энергии с нулевым содержанием углерода процесс мог бы генерировать больше СО2, чем он удаляет.

Первоначально в Climeworks планировали построить систему, которая позволяла бы улавливать более 300 млн тонн диоксида углерода, что соответствует примерно одному проценту глобальных выбросов СО2. В дальнейшем эти цели были скорректированы, и теперь компания сосредоточилась на цели в 500 000 тонн к концу десятилетия.

Основная проблема для Climeworks – снижение стоимости обслуживания. Завод существует за счет инвесторов, каждому из которых извлечение одной тонны углекислого газа обходится в 1200 долларов.

Сторонники улавливания и хранения углерода считают, что эти технологии могут стать важным инструментом в борьбе с изменением климата. Однако критики утверждают, что технология по-прежнему непомерно дорога, и для ее масштабного использования могут потребоваться десятилетия.