Какой редуктор выбрать для углекислоты: Как правильно выбрать и приобрести углекислотный редуктор
Советы профессионалов и обзоры на продукцию Кедр
Горячие трещины при сварке
Газосварочная резка металла
Как выбрать сварочный газ
Как выбрать сварочные материалы
Сварка стали
Светофильтр «Хамелеон» в сварочной маске: особенности, устройство и характеристики
Обратная связь
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
ОтправитьНе хватает прав доступа к веб-форме.
Написать hr-директору
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Хочу работать у вас
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
ОтправитьКупить
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.Советы профессионалов и обзоры на продукцию Кедр
Горячие трещины при сварке
Газосварочная резка металла
Как выбрать сварочный газ
Как выбрать сварочные материалы
Сварка стали
Светофильтр «Хамелеон» в сварочной маске: особенности, устройство и характеристики
Обратная связь
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
ОтправитьНе хватает прав доступа к веб-форме.
Написать hr-директору
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
ОтправитьХочу работать у вас
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности.
ОтправитьКупить
Оставьте заявку, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.
6 способов удаления углеродного загрязнения из атмосферы
Со времени промышленной революции люди выбросили в атмосферу более 2000 гигатонн углекислого газа. (Гигатонна равна одному миллиарду метрических тонн.)
Эта концентрация CO2 и других парниковых газов в воздухе вызывает последствия изменения климата, которые мы переживаем сегодня, от лесных пожаров до удушающей жары и разрушительного повышения уровня моря — и глобального сообщество по-прежнему выбрасывает больше каждый год.
Если мы не внесем серьезных изменений, воздействие на климат будет только усиливаться.
Важнейшим условием борьбы с изменением климата является быстрое сокращение выбросов — например, за счет увеличения использования возобновляемых источников энергии, повышения энергоэффективности, прекращения вырубки лесов и сокращения выбросов суперзагрязнителей, таких как гидрофторуглероды (ГФУ). Однако последние данные климатологии говорят нам, что одних этих усилий недостаточно.
Чтобы удержать рост глобальной температуры на уровне менее 1,5 градуса C (2,7 градуса F), что, по мнению ученых, необходимо для предотвращения наихудших последствий изменения климата, нам нужно не только сократить выбросы, но также удалить и сохранить некоторое количество углерода, который уже в атмосфере.
Что такое удаление углекислого газа?
Удаление углекислого газа (или просто «удаление углерода») направлено на смягчение последствий изменения климата путем удаления загрязнения углекислым газом непосредственно из атмосферы.
Стратегии удаления углерода включают в себя знакомые подходы, такие как выращивание деревьев, а также более новые технологии, такие как прямое улавливание воздуха, которое удаляет CO2 из воздуха и изолирует его под землей.
Удаление углерода отличается от улавливания и хранения углерода (CCS), которое улавливает выбросы в источнике — например, на электростанции или на заводе по производству цемента — чтобы в первую очередь предотвратить их попадание в атмосферу. Улавливание углерода является формой сокращения выбросов, а не удаления углерода.
Насколько важно удаление углерода в борьбе с изменением климата?
Последние сценарии климатических моделей показывают, что все пути, которые поддерживают повышение температуры до 1,5 ° C (с небольшим превышением или без него), требуют удаления углерода. Сумма, которая в конечном итоге потребуется, будет зависеть от того, насколько быстро мы сможем сократить выбросы в ближайшем будущем и перевыполним ли мы — или насколько — мы перевыполним климатические цели.
Хотя повышение естественного удаления углерода за счет лесовосстановления и управления лесным хозяйством давно вызывает интерес, усилия по разработке и внедрению новых технологий и подходов активизировались лишь недавно. Всего за пять лет удаление углерода из нишевой концепции превратилось в общепризнанный компонент климатических портфелей и получило миллиарды долларов федерального финансирования и сотни миллионов долларов частных инвестиций.
Это расширение было в значительной степени обусловлено отчетом Межправительственной группы экспертов по изменению климата за 2018 год, в котором сделан вывод о том, что к концу века потребуются сотни миллиардов тонн удаления углерода для достижения глобальных климатических целей.
Как удаляют CO2 из атмосферы?
Удаление углерода может принимать различные формы, от новых технологий до методов управления земельными ресурсами. Большой вопрос заключается в том, смогут ли эти подходы обеспечить удаление углерода в масштабах, необходимых в ближайшие десятилетия.
Каждый подход к удалению углерода включает в себя компромиссы, в том числе соображения, касающиеся затрат, потребностей в ресурсах (таких как использование энергии, земли и воды), степени местных выгод или негативных воздействий, а также готовности технологий, среди прочего. Серия рабочих документов WRI исследует возможности и проблемы использования удаления углерода для борьбы с изменением климата и рекомендует приоритетный набор действий федеральной политики США для ускорения их разработки и развертывания.
Вот шесть вариантов удаления углерода из атмосферы:
1) Деревья и леса
Растения естественным образом удаляют углекислый газ из воздуха, а деревья особенно хорошо накапливают CO2, удаляемый из атмосферы в результате фотосинтеза. Расширение, восстановление и управление древесным покровом для поощрения большего поглощения углерода может использовать силу фотосинтеза, превращая углекислый газ в воздухе в углерод, хранящийся в древесине и почве.
Некоторые подходы к управлению, которые могут увеличить удаление углерода деревьями и лесами, включают:
- Лесовосстановление или восстановление лесных экосистем после того, как они были повреждены лесными пожарами или расчищены для сельскохозяйственных или коммерческих целей.
- Пополнение запасов или увеличение плотности лесов, где деревья были потеряны из-за болезней или волнений.
- Лесопастбище или включение деревьев в системы животноводства.
- Агролесоводство на возделываемых землях или включение деревьев в сельскохозяйственные системы пропашных культур.
- Городское лесовосстановление или увеличение лесного покрова в городских районах.
По оценкам WRI, теоретический потенциал удаления углерода из лесов и деревьев за пределами лесов только в Соединенных Штатах составляет более половины гигатонны в год, что эквивалентно всем годовым выбросам сельскохозяйственного сектора США. Более того, подходы к удалению CO2 через леса могут быть относительно недорогими по сравнению с другими вариантами удаления углерода (как правило, менее 50 долларов США за метрическую тонну CO2) и при этом давать более чистую воду и воздух.
Одной из основных задач является обеспечение того, чтобы расширение лесов в одной области не происходило за счет лесов в других местах. Например, изъятие сельскохозяйственных угодий из производства приведет к сокращению предложения продовольствия. Это может потребовать преобразования других лесов в сельскохозяйственные угодья, что приведет к увеличению выбросов парниковых газов, если только повышение производительности ферм не сможет восполнить этот пробел.
Точно так же отказ от заготовки древесины в одном лесу может привести к чрезмерной заготовке в другом. Эта динамика делает восстановление существующих лесов и управление ими, а также посадку деревьев на экологически приемлемых землях за пределами сельскохозяйственных угодий особенно важными.
2) Фермы и почвы
Почвы естественным образом улавливают углерод, но сельскохозяйственные почвы испытывают большой дефицит из-за частой вспашки и эрозии в результате земледелия и выпаса скота, которые высвобождают накопленный углерод. Поскольку сельскохозяйственные угодья очень обширны — только в Соединенных Штатах их площадь составляет более 900 миллионов акров, или примерно 40% территории страны, — даже небольшое увеличение содержания углерода в почве на акр может оказать существенное влияние.
Существует множество методов, которые могут увеличить количество углерода, хранящегося в почве, хотя количество и продолжительность связывания углерода зависят, среди прочих факторов, от регионального климата и типа почвы.
Посадка покровных культур, когда поля в противном случае пусты, может продлить фотосинтез в течение всего года; использование компоста может повысить урожайность при сохранении содержания углерода компоста в почве; а ученые разрабатывают культуры с более глубокими корнями, что делает их более устойчивыми к засухе, в то же время выделяя дополнительный углерод в почву. Многие методы, повышающие содержание углерода в почве, также улучшают здоровье почвы и могут сделать сельскохозяйственные системы более устойчивыми к изменению климата.
Увеличение содержания углерода в почве может принести пользу фермерам и владельцам ранчо в дополнение к удалению углерода из атмосферы. Фото Джеймса Бальца/Unsplash Управление почвой для углерода в больших масштабах, тем не менее, является сложной задачей. Природные системы по своей природе изменчивы, и это делает реальной проблемой прогнозирование, измерение и мониторинг долгосрочных углеродных выгод от любой конкретной практики на данном акре.
Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как эти методы влияют на поглощение углерода в разных типах почв и в разных климатах, а также как долго углерод сохраняется.
Эффективность некоторых методов связывания углерода в почве, таких как покровные культуры и управление выпасом, также является предметом продолжающихся научных дебатов. Кроме того, изменение условий или методов управления из года в год может свести на нет предыдущие достижения. А поскольку для удаления значительного количества углерода необходимо будет внедрить климатически оптимизированные методы ведения сельского хозяйства на больших участках сельскохозяйственных угодий, правительствам и рыночным системам необходимо будет стимулировать землевладельцев к реализации этих мер.
3) Удаление и хранение углерода из биомассы
Удаление и хранение углерода из биомассы (BiCRS) включает в себя ряд процессов, в которых используется биомасса растений или водорослей для удаления углекислого газа из воздуха с последующим его хранением в течение длительных периодов времени.
Эти методы направлены на использование способности растений накапливать углерод за пределами их естественного жизненного цикла: в то время как деревья удаляют и сохраняют углерод только до тех пор, пока они не умрут и не разложатся, удаление и хранение углерода из биомассы направлено на более постоянное связывание CO2, который растения улавливают.
Существует множество различных методов удаления углерода с использованием биомассы. К ним относятся создание биоугля, который производится путем нагревания биомассы в среде с низким содержанием кислорода для получения древесно-угольной добавки к почве, которая улавливает углерод; бионефть, которая использует аналогичный процесс для производства жидкости, которая закачивается под землю; и постоянное хранение богатой углеродом биомассы в хранилищах. Биоэнергетическое улавливание и хранение углерода (BECCS) — это еще один путь удаления углерода, который включает в себя выработку энергии с использованием биомассы, а затем улавливание и улавливание образующихся выбросов CO2.
Один из типов BECCS, который занимает видное место во многих сценариях декарбонизации в масштабах всей экономики , — это преобразование биомассы в водород, что может привести к получению топлива с отрицательным выбросом углерода.
Несмотря на то, что удаление и хранение углерода из биомассы может обеспечить долгосрочное удаление CO2, однако не все процессы обязательно обеспечивают чистую выгоду от выбросов углерода.
Если в процессах BiCRS используются источники биомассы, которые не конкурируют с пищевыми культурами или экосистемами за землю, например, водоросли или отходы, они могут обеспечить чистое удаление углерода. Например, многие отходы лесного хозяйства и сельского хозяйства, такие как кора деревьев, скорлупа орехов, кукурузная шелуха и стебли, сжигаются или оставляются для разложения; использование этих материалов вместо удаления и хранения углерода из биомассы может быть полезным с точки зрения климата.
Но не всегда просто определить, действительно ли биомасса устойчива.
Например, если сельскохозяйственные культуры выращиваются специально для удаления углерода из биомассы, они могут заменить производство продуктов питания или естественные экосистемы. Это может привести к расширению пахотных земель и уничтожению лесов и пастбищ, которые выделяют углерод, и может свести на нет климатические преимущества BiCRS, а также усугубить отсутствие продовольственной безопасности и утрату экосистем. Чтобы полностью использовать потенциал BiCRS по удалению углерода, необходимы политические и рыночные стимулы для поощрения использования отходов биомассы и снижения стимулов к использованию специально выращенных культур, которые могут подорвать естественную способность лесов и почв улавливать углерод.
4) Прямое улавливание воздуха
Прямое улавливание воздуха – это процесс химической очистки от углекислого газа из окружающего воздуха с последующим его улавливанием либо под землей, либо в долговечных продуктах, таких как бетон. Эта технология аналогична технологии улавливания и хранения углерода, используемой для сокращения выбросов из таких источников, как электростанции и промышленные объекты.
Разница в том, что прямой захват воздуха удаляет избыток углерода, который уже был выброшен в атмосферу, вместо того, чтобы улавливать его в источнике.
Сравнительно просто измерить и учесть климатические преимущества прямого захвата воздуха, а потенциальные масштабы его применения огромны. Однако на сегодняшний день технология остается дорогостоящей и энергоемкой.
Оценки затрат различаются, но обычно варьируются от 100 до более 600 долларов США за метрическую тонну удаленного CO2; добровольные покупки кредитов на удаление углерода из прямого улавливания воздуха варьируются от 225 до более 1000 долларов США за метрическую тонну CO2, если данные доступны. Ожидается, что эти расходы значительно снизятся в следующем десятилетии и далее по мере реализации проектов и совершенствования технологий.
Прямой захват воздуха также требует значительных затрат тепла и энергии: для очистки воздуха от 1 гигатонны углекислого газа может потребоваться почти 10 % от общего потребления энергии.
Таким образом, чтобы обеспечить чистое удаление углерода, технология прямого улавливания воздуха должна питаться от источников энергии с низким или нулевым выбросом углерода.
Инвестирование в технологическое развитие и опыт развертывания вместе с увеличением доступности дешевой экологически чистой энергии может улучшить перспективы прямого захвата воздуха в больших масштабах.
В последние годы в прямом захвате воздуха наблюдается значительный скачок государственных и частных инвестиций, и все больше компаний разрабатывают эту технологию. Ежегодное финансирование фундаментальных исследований для DAC и других подходов к удалению углерода выросло более чем в десять раз с 2019 года, а знаковые двухпартийный закон об инфраструктуре и закон о снижении инфляции обеспечили необходимое финансирование и поддержку развертывания проектов прямого захвата воздуха в Соединенных Штатах. Частный сектор также начал активизировать ряд новых инициатив — например, группа компаний объединилась в 2021 году и обязалась потратить почти 1 миллиард долларов на постоянное удаление углекислого газа, включая, помимо прочего, DAC, к 2030 году для способствовать развитию, создавая гарантированный спрос.
По мере того, как интерес и инвестиции в прямое улавливание воздуха продолжают расти, внимание смещается и на реализацию. Для лиц, принимающих решения, и тех, кто разрабатывает проекты прямого захвата воздуха, будет важно сосредоточить внимание не только на преимуществах для климата, но также на справедливости и устойчивости по мере развития этой отрасли.
5) Минерализация углерода
Некоторые минералы естественным образом реагируют с CO2, превращая углекислый газ из газа в твердое вещество и постоянно удерживая его вне атмосферы. Этот процесс обычно называют «минерализацией углерода» или «усиленным выветриванием», и в природе он происходит очень медленно, в течение сотен или тысяч лет.
Но ученые выясняют, как ускорить процесс минерализации углерода, особенно за счет увеличения воздействия на эти минералы CO2 в воздухе или океане. Это может означать перемещение воздуха через большие залежи шахтных хвостов (горные породы, оставшиеся после добычи полезных ископаемых), которые содержат правильный минеральный состав; дробление или разработка ферментов, которые пережевывают минеральные отложения для увеличения площади их поверхности; разбрасывание определенных типов грунтовых пород на пахотных землях или прибрежных территориях, где они вступают в реакцию с углекислым газом и блокируют его; и поиск способов для некоторых промышленных побочных продуктов, таких как летучая зола, печная пыль или железный и сталелитейный шлак, которые вступают в реакцию с CO2, для его секвестрации.
Углеродная минерализация также может быть использована для связывания углекислого газа , который уже был уловлен путем закачки этого CO2 в подходящие типы пород, где он вступает в реакцию с образованием твердого карбоната, постоянно сохраняя его. Другие приложения могут улавливать углерод и заменять традиционные методы производства с более интенсивными выбросами — например, путем использования минерализации как части производства бетона, которое используется в масштабах нескольких миллиардов тонн во всем мире.
Ученые показали, что минерализация углерода возможна, и несколько стартапов уже разрабатывают подходы, включая строительные материалы на основе минерализации. Однако предстоит еще многое сделать, чтобы наметить рентабельные и разумные приложения для масштабного развертывания и улучшить измерение связывания углерода.
6) Подходы на основе океана
Был предложен ряд подходов к удалению углерода с использованием океана, чтобы использовать способность океана улавливать углерод и расширить портфель вариантов за пределы наземных приложений.
Однако почти все эти стратегии находятся на ранних стадиях разработки и требуют дополнительных исследований, а в некоторых случаях и полевых испытаний, чтобы понять, подходят ли они для инвестиций с учетом потенциальных экологических, социальных и управленческих последствий.
Каждый подход направлен на ускорение естественных углеродных циклов в океане. Потенциальные решения включают использование фотосинтеза в прибрежных растениях, морских водорослях или фитопланктоне; добавление в морскую воду определенных минералов, которые реагируют с растворенным CO2 и блокируют его; или пропускание электрического тока через морскую воду для ускорения реакций, которые в конечном итоге помогают извлекать CO2.
Океан может предложить потенциальные варианты удаления углерода, такие как выращивание морских водорослей, которые также могут иметь экологические преимущества. Фото Службы национальных парков Некоторые варианты удаления углерода в океане также могут обеспечить сопутствующие выгоды.
Например, прибрежный голубой углерод (углерод, хранящийся в мангровых зарослях, морских водорослях и солончаках) и выращивание морских водорослей могут удалить углерод, одновременно поддерживая восстановление экосистемы, а добавление минералов, помогающих океану улавливать углерод, может уменьшить закисление океана. Однако многое еще неизвестно о более широком воздействии этих подходов на окружающую среду, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять потенциальные риски, прежде чем эти подходы будут применяться в любом масштабе.
В ближайшем будущем культивируемые морские водоросли можно также использовать для производства таких продуктов, как продукты питания, топливо и удобрения, что может не привести к удалению углерода, но может сократить выбросы по сравнению с традиционным производством и обеспечить экономическую отдачу, поддерживающую рост отрасли.
Будущее удаления углерода
Анализ, проведенный WRI, показал, что наиболее рентабельная и наименее рискованная стратегия увеличения мощности по удалению углерода включает разработку и развертывание различных подходов в тандеме.
Двигаясь вперед, различные методы удаления углекислого газа должны быть встроены в стратегии борьбы с изменением климата по всему миру, чтобы избежать опасных уровней глобального потепления. За последние несколько лет были сделаны важные шаги в этом направлении, но для реализации национальных и глобальных климатических целей потребуется больше.
Крайне важно продолжать увеличивать государственные и частные инвестиции в портфель подходов к удалению углерода, чтобы определить, какие из них могут стать жизнеспособными вариантами для достижения масштабов удаления, которые, как мы ожидаем, потребуются в ближайшие десятилетия.
Эта статья была первоначально опубликована в 2020 году. Она была обновлена в марте 2023 года, чтобы отразить последние данные и информацию.
Устройство, нейтрализующее выбросы CO2
ЗагрузкаFuture Planet | Изменение климата
(Изображение предоставлено Carbon Engineering)
Фрэнк Суэйн, 12 марта 2021 г.
работа?
T
На дворе 2050 год. Выйдите из Музея нефти Пермского бассейна в Мидленде, штат Техас, и поезжайте на север через выжженный солнцем кустарник, где несколько оставшихся нефтяных насосов лениво кивают на жаре, и тогда вы увидите это: сверкающий дворец, возвышающийся над плоской, как блины, землей. Земля здесь зеркальная: изменчивые серебристо-голубые волны огромной солнечной батареи тянутся во все стороны. Вдалеке они упираются в колоссальную серую стену высотой в пять этажей и длиной почти километр. За стеной вы видите извивающиеся трубы и краны химического завода.
Когда вы подходите ближе, вы видите, что стена движется, мерцает — она полностью состоит из огромных вентиляторов, жужжащих в стальных коробках. Вы думаете про себя, что это похоже на гигантский кондиционер, раздутый до невероятных размеров. В каком-то смысле это именно то, что есть. Вы смотрите на установку прямого захвата воздуха (DAC), одну из десятков тысяч подобных установок по всему миру.
Вместе они пытаются охладить планету, высасывая углекислый газ из воздуха. Этот техасский пейзаж прославился миллиардами баррелей нефти, извлеченными из его недр в течение 20-го века. Теперь наследие этих ископаемых видов топлива — углекислый газ в нашем воздухе — закачивается обратно в опустевшие резервуары.
Если мир хочет достичь целей Парижского соглашения по ограничению глобального потепления до 1,5°C к 2100 году, подобные прицелы могут понадобиться к середине века.
Но вернемся на мгновение в 2021 год, в Скуомиш, Британская Колумбия, где на фоне пасторального пейзажа заснеженных гор наносятся последние штрихи на устройство размером с сарай, покрытое синим брезентом. После ввода в эксплуатацию в сентябре прототип установки прямого улавливания воздуха Carbon Engineering начнет очищать воздух от тонны CO2 каждый год. Это небольшое начало, и несколько более крупный завод в Техасе находится в разработке, но это типичный масштаб завода DAC сегодня.
«У нас есть проблема изменения климата, и она вызвана избытком CO2», — говорит исполнительный директор Carbon Engineering Стив Олдхэм.
«С помощью DAC вы можете удалить любое излучение в любом месте и в любой момент времени. Это очень мощный инструмент».
Большая часть улавливания углерода направлена на очистку выбросов в источнике: скрубберы и фильтры на дымовых трубах, которые предотвращают попадание вредных газов в атмосферу. Но это непрактично для небольших, многочисленных точечных источников, таких как миллиард или около того автомобилей на планете. Он также не может решить проблему CO2, который уже находится в воздухе. Вот где в дело вступает прямой захват с воздуха.
Если мир хочет избежать катастрофических изменений климата, перехода к обществу с нейтральным выбросом углерода недостаточно. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) предупредила, что для ограничения глобального потепления до 1,5 °C к 2100 году потребуются такие технологии, как DAC, для «масштабного развертывания мер по удалению углекислого газа» — крупномасштабные, означающие многие миллиарды тонн или гигатонны.
, каждый год. Илон Маск недавно пообещал выделить 100 миллионов долларов (72 миллиона фунтов стерлингов) на разработку технологий улавливания углерода, в то время как такие компании, как Microsoft, United Airlines и ExxonMobil, инвестируют в эту область миллиарды долларов.
«Существующие модели предполагают, что к 2050 году нам потребуется удалять 10 гигатонн CO2 в год, а к концу века это число должно удвоиться до 20 гигатонн в год», — говорит Джейн Зеликова, климатолог из Университет Вайоминга. Прямо сейчас «мы практически ничего не удаляем. Нам приходится масштабироваться с нуля».
Пилотный завод Carbon Engineering в Британской Колумбии представляет собой «формальную модель» для гораздо более крупных заводов DAC (Источник: Carbon Engineering)
Завод Carbon Engineering в Сквамише спроектирован как испытательный стенд для различных технологий. Но фирма разрабатывает чертежи гораздо более крупного завода на нефтяных месторождениях западного Техаса, который будет ежегодно улавливать 1 миллион тонн CO2.
«После того, как один из них будет готов, это будет модель для формочек для печенья, вы просто строите копии этого завода», — говорит Олдхэм. Тем не менее, он признает, что масштаб предстоящей задачи ошеломляет. «Нам нужно извлечь из атмосферы 800 гигатонн. Это не произойдет за одну ночь».
Мышление голубого неба
Наука прямого захвата воздуха проста. Есть несколько способов сделать это, но тот, в котором система Carbon Engineering использует вентиляторы для подачи воздуха, содержащего 0,04% CO2 (сегодняшний уровень в атмосфере) через фильтр, пропитанный раствором гидроксида калия — едкое химическое вещество, широко известное как поташ, используемое в мыловарении и различные другие приложения. Поташ поглощает CO2 из воздуха, после чего жидкость подается во вторую камеру и смешивается с гидроксидом кальция (строительной известью). Известь захватывает растворенный CO2, образуя маленькие хлопья известняка. Эти хлопья известняка просеиваются и нагреваются в третьей камере, называемой кальцинатором, до тех пор, пока они не разлагаются, выделяя чистый CO2, который улавливается и хранится.
На каждом этапе остаточные химические остатки возвращаются обратно в процесс, образуя закрытую реакцию, которая повторяется бесконечно без отходов.
Поскольку глобальные выбросы углерода продолжают расти, климатическая цель 1,5°C выглядит все менее и менее вероятной без подобных вмешательств.
«Количество вещей, которые должны были бы произойти без прямого захвата воздуха, настолько велико и многочисленно, что крайне маловероятно, что без него мы сможем выполнить Парижские соглашения», — говорит Аджай Гамбхир, старший научный сотрудник Института изменения климата Имперского колледжа Грэнтэма. автор статьи 2019 года о роли DAC в смягчении последствий изменения климата.
МГЭИК представляет некоторые модели стабилизации климата, которые не полагаются на прямое улавливание воздуха, но Гамбхир говорит, что они «чрезвычайно амбициозны» в своих предположениях о достижениях в области энергоэффективности и готовности людей изменить свое поведение.
«Мы прошли тот момент, когда необходимо было сократить выбросы», — говорит Зеликова.
«Мы все больше и больше полагаемся на DAC».
DAC — далеко не единственный способ удаления углерода из атмосферы. Углерод можно удалить естественным образом за счет изменений в землепользовании, таких как восстановление торфяников или, что чаще всего, посадка лесов. Но это медленно и потребует огромных участков ценной земли – по некоторым оценкам, лесов на площади, равной территории Соединенных Штатов, и пятикратного роста цен на продукты питания. А в случае с деревьями эффект удаления углерода ограничен, поскольку они в конечном итоге умрут и высвободят накопленный углерод, если только их нельзя срубить и сжечь в закрытой системе. (Узнайте больше о том, почему посадка деревьев не всегда помогает в борьбе с изменением климата)
Масштабы проблемы удаления углерода с использованием таких технологий, как DAC, а не растений, не менее колоссальны. В документе Гамбхира подсчитано, что если просто идти в ногу с глобальными выбросами CO2, которые в настоящее время составляют 36 гигатонн в год, это означает строительство около 30 000 крупных электростанций DAC, более трех на каждую угольную электростанцию, работающую сегодня в мире.
Строительство каждого завода будет стоить до 500 миллионов долларов (362 миллиона фунтов стерлингов), что составит до 15 триллионов долларов (11 триллионов фунтов стерлингов).
Предприятие Climeworks недалеко от Цюриха, Швейцария, продает уловленный CO2 соседним овощеводам для их теплиц. Поставка парка установок DAC, достаточно больших для улавливания 10 гигатонн CO2 в год, потребует около четырех миллионов тонн гидроксида калия, что в полтора раза превышает годовой мировой запас этого химического вещества.
И как только эти тысячи заводов DAC будут построены, им также потребуется электроэнергия для работы. «Если бы это была глобальная промышленность, поглощающая 10 гигатонн CO2 в год, вы бы потратили 100 экзаджоулей, примерно одну шестую часть всей мировой энергии», — говорит Гамбхир. Большая часть этой энергии необходима для нагрева кальцинатора примерно до 800°C, что слишком интенсивно для одной лишь электроэнергии, поэтому каждому заводу DAC потребуется газовая печь и готовый источник газа.
Стоимость планеты
Оценки того, сколько стоит улавливание тонны CO2 из воздуха, сильно различаются: от 100 до 1000 долларов (от 72 до 720 фунтов стерлингов) за тонну. Олдхэм говорит, что большинство цифр чрезмерно пессимистичны — он уверен, что климатическая инженерия может исправить тонну углерода всего за 94 доллара (68 фунтов стерлингов), особенно когда это станет широко распространенным промышленным процессом.
Более серьезная проблема заключается в том, чтобы выяснить, куда отправить счет. Невероятно, но с коммерческой точки зрения спасение мира оказывается довольно сложной задачей. Однако прямое улавливание воздуха приводит к одному ценному продукту: тысячам тонн сжатого CO2. Это может быть объединено с водородом для получения синтетического углеродно-нейтрального топлива. Затем это можно было бы продать или сжечь в газовых печах кальцинатора (где выбросы будут улавливаться, и цикл будет продолжаться снова).
Удивительно, но одним из крупнейших потребителей сжатого СО2 является отрасль ископаемого топлива.
Когда скважины пересыхают, нередки случаи, когда оставшуюся нефть выдавливают из-под земли путем повышения давления в пласте с помощью пара или газа в процессе, называемом повышением нефтеотдачи. Углекислый газ является популярным выбором для этого и имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что он блокирует этот углерод под землей, завершая заключительный этап улавливания и хранения углерода. Occidental Petroleum, которая в партнерстве с Carbon Engineering построила полномасштабный завод DAC в Техасе, ежегодно использует 50 миллионов тонн CO2 для повышения нефтеотдачи. Каждая тонна CO2, использованная таким образом, стоит около 225 долларов (163 фунта стерлингов) только за счет налоговых льгот.
Возможно, это уместно, что CO2 в нашем воздухе в конечном итоге возвращается под землю на нефтяные месторождения, откуда он прибыл, хотя, возможно, иронично, что единственный способ финансировать это – погоня за еще большим количеством нефти. Occidental и другие надеются, что, закачивая CO2 в землю, они смогут резко снизить воздействие углерода на эту нефть: типичная операция по усиленной добыче изолирует одну тонну CO2 на каждые 1,5 тонны, которые он в конечном итоге высвобождает в свежей нефти.
Таким образом, хотя этот процесс и снижает выбросы, связанные с нефтью, он не уравновешивает отчетность.
Хотя есть и другие варианты использования, которые могут стать более коммерчески выгодными. Другая компания прямого улавливания воздуха, Climeworks, имеет 14 действующих установок меньшего масштаба, улавливающих 900 тонн CO2 в год, которые она продает в теплицы для ускорения роста солений. В настоящее время компания работает над более долгосрочным решением: строящийся в Исландии завод будет смешивать захваченный CO2 с водой и закачивать его на глубину 500-600 м (1600-2000 футов) под землю, где газ будет реагировать с окружающим базальтом и превращаться в камень. Чтобы профинансировать это, он предлагает предприятиям и гражданам возможность покупать компенсацию выбросов углерода, начиная всего с 7 евро (6 фунтов стерлингов) в месяц. Можно ли убедить остальной мир купить?
Улучшение роста овощей в теплицах — одно из применений CO2, улавливаемого DAC из воздуха. (Фото: Alamy)
финансовый стимул», — говорит Крис Гудолл, автор книги «Что нам нужно сделать сейчас: ради безуглеродного будущего ».
«Climeworks может продавать кредиты добродетельным людям, заключать контракты с Microsoft и Stripe, чтобы забирать из атмосферы несколько сотен тонн в год, но это нужно увеличить в миллион раз, а для этого нужно, чтобы кто-то за это платил».0003
«Есть субсидии для электромобилей, дешевое финансирование для солнечных электростанций, но вы не видите этого для DAC», — говорит Олдхэм. «Слишком много внимания уделяется сокращению выбросов, но не так много внимания уделяется остальной проблеме, объему CO2 в атмосфере. Большим препятствием для DAC является то, что мышление не входит в политику».
Зеликова считает, что DAC пойдет по тому же пути, что и другие климатические технологии, и станет более доступным. «У нас есть хорошо разработанные кривые затрат, показывающие, как технология может очень быстро снизить себестоимость», — говорит Зеликова. «Мы преодолели аналогичные препятствия с ветром и солнцем. Самое главное — максимально использовать их. Для правительства важно поддерживать коммерциализацию — оно играет роль первого клиента и клиента с очень глубокими карманами».
Гудолл выступает за глобальный налог на выбросы углерода, который сделает выброс углерода дорогим, если не будут приобретены компенсационные выплаты. Но он признает, что это по-прежнему политически неприемлемый вариант. Никто не хочет платить более высокие налоги, особенно если внешние факторы нашего энергичного образа жизни — учащение лесных пожаров, засух, наводнений, повышение уровня моря — рассматриваются как ложащиеся на плечи кого-то другого.
Зеликова добавляет, что нам также нужен более широкий разговор в обществе о том, сколько должны стоить эти усилия. «Существует огромная цена изменения климата, вызванных или усугубившихся стихийных бедствий. Нам нужно покончить с идеей, что DAC должен быть дешевым».
Риск и вознаграждение
Даже если мы согласимся построить 30 000 заводов DAC промышленного масштаба, найти химические материалы для их работы и деньги, чтобы заплатить за все это, мы все равно не выйдем из леса. На самом деле, мы можем оказаться в худшем положении, чем раньше, благодаря феномену, известному как смягчение сдерживания.
Предприятия в Исландии относятся к тем, которые нацелены на минерализацию CO2, чтобы заблокировать его циркуляцию в атмосфере в качестве долгосрочного решения (Фото: Sandra O Snaebjornsdottir)
«Если вы думаете, что DAC сохранится в среднесрочной и долгосрочной перспективе, вы не добьетесь значительного сокращения выбросов в краткосрочной перспективе», — объясняет Гамбхир. «Если масштабирование пойдет не так — если окажется, что сорбент сложно производить или он быстрее разлагается, если это технологически сложнее, если это окажется дороже, чем ожидалось, то в каком-то смысле бездействие быстро в краткосрочной перспективе вы фактически заперли себя на более высокой температуре».
Критики DAC отмечают, что большая часть его привлекательности заключается в обещании гипотетической технологии, которая позволит нам продолжать вести наш образ жизни, богатый углеродом. Тем не менее, Олдхэм утверждает, что для некоторых отраслей, которые трудно декарбонизировать, таких как авиация, компенсации, которые финансируют DAC, могут быть наиболее жизнеспособным вариантом.
«Если извлекать углерод из воздуха дешевле и проще, чем перестать подниматься в воздух, возможно, это то, что DAC играет в контроле выбросов».
Гамбхир утверждает, что это не ситуация “или-или”. «Нам нужно быстро сократить выбросы в ближайшем будущем, но в то же время решительно разработать DAC, чтобы точно определить, будет ли он нам полезен в будущем». Зеликова соглашается: «Это ситуация «да, и», — говорит она. «DAC — это важнейший инструмент для балансировки углеродного бюджета, поэтому то, что мы не можем устранить сегодня, может быть удалено позже».
В то время как Oldham стремится расширить масштабы разработки Carbon Engineering, самым важным фундаментальным фактором является доказательство того, что крупномасштабный ЦАП является «выполнимым, доступным и доступным». Если ему это удастся, будущее климата нашей планеты может снова решиться на нефтяных месторождениях Техаса.
—
Выбросы от путешествия, которое потребовалось, чтобы написать эту историю, составили 0 кг CO2.