Захват углерода

Захват углерода

.fav_bar { float:left; border:1px solid #a7b1b5; margin-top:10px; margin-bottom:20px; } .fav_bar span.fav_bar-label { text-align:center; padding:8px 0px 0px 0px; float:left; margin-left:-1px; border-right:1px dotted #a7b1b5; border-left:1px solid #a7b1b5; display:block; width:69px; height:24px; color:#6e7476; font-weight:bold; font-size:12px; text-transform:uppercase; font-family:Arial, Helvetica, sans-serif; } .fav_bar a, #plus-one { float:left; border-right:1px dotted #a7b1b5; display:block; width:36px; height:32px; text-indent:-9999px; } .fav_bar a.fav_print { background:url(‘/images/icons/print.gif’) no-repeat 0px 0px #FFF; } .fav_bar a.fav_print:hover { background:url(‘/images/icons/print.gif’) no-repeat 0px 0px #e6e9ea; } .fav_bar a.mobile-apps { background:url(‘/images/icons/generic.gif’) no-repeat 13px 7px #FFF; background-size: 10px; } .fav_bar a.mobile-apps:hover { background:url(‘/images/icons/generic.gif’) no-repeat 13px 7px #e6e9ea; background-size: 10px} .fav_bar a.fav_de { background: url(/images/icons/de.gif) no-repeat 0 0 #fff } .fav_bar a.fav_de:hover { background: url(/images/icons/de.gif) no-repeat 0 0 #e6e9ea } .fav_bar a.fav_acm_digital { background:url(‘/images/icons/acm_digital_library.gif’) no-repeat 0px 0px #FFF; } .fav_bar a.fav_acm_digital:hover { background:url(‘/images/icons/acm_digital_library.gif’) no-repeat 0px 0px #e6e9ea; } .fav_bar a.fav_pdf { background:url(‘/images/icons/pdf.gif’) no-repeat 0px 0px #FFF; } .fav_bar a.fav_pdf:hover { background:url(‘/images/icons/pdf.gif’) no-repeat 0px 0px #e6e9ea; } .fav_bar a.fav_more .at-icon-wrapper{ height: 33px !important ; width: 35px !important; padding: 0 !important; border-right: none !important; } .a2a_kit { line-height: 24px !important; width: unset !important; height: unset !important; padding: 0 !important; border-right: unset !important; border-left: unset !important; } .fav_bar .a2a_kit a .a2a_svg { margin-left: 7px; margin-top: 4px; padding: unset !important; }

Поскольку бушующие бури, убийственные тепловые волны и жестокие лесные пожары стали новой нормой, борьба с изменением климата стала насущной. Конечно, часть решения заключается в снижении выбросов углекислого газа (CO 2 ) и достижении углеродного нейтрального статуса. Однако это ничего не делает для уменьшения парниковых газов, уже запертых в атмосфере.

“Существует значительная задержка между выбросами углерода и температурой”, – говорит Фил Де Луна, главный ученый по углероду и руководитель инженерного отдела Deep Sky, компании из Монреаля, Канада, специализирующейся на создании инфраструктуры по удалению углерода в масштабе. “Это важно, потому что, если мы не найдем способа уменьшить выбросы и снизить уровень парниковых газов в атмосфере, изменение климата будет ускоряться”.

Ответ может заключаться в удалении углекислого газа из атмосферы.

• 3D Понимание инновационного процесса производства
• Oracle Cloud Infrastructure предлагает новые вычислительные экземпляры с ускорением от графических процессоров NVIDIA
• Четыре технологии Линкольнской лаборатории получили пять наград R&D 100 2023 года

Хотя первые методы захвата углерода появились почти столетие назад, прогресс в технологии быстро изменяет эту область. Среди них – системы, которые непосредственно удаляют CO 2 из воздуха, и другие, которые извлекают его из океанской воды. В этот момент также возможно превратить CO 2 в минерализованные породы, которые можно скрыть под землей.

“Эти технологии могут иметь огромное влияние на минимизацию ущерба и разрушений, которые могут произойти при значительно более высоких глобальных температурах”, – говорит Дэвид Хельдебрант, лабораторный ученый группы передовых энергетических систем национальной лаборатории Тихоокеанского Северо-Запада в Портленде, штат Орегон.

Все исчезает в воздухе

Срочность ситуации нельзя игнорировать. Достижение углеродно-нейтрального статуса займет десятилетия, даже при том, что люди продолжают выбрасывать 35 миллиардов тонн углерода в атмосферу каждый год. Результатом является планета, которая опасно приближается к превышению порога в 1,5 градуса Цельсия (2,7 градуса по Фаренгейту), который Парижское соглашение считает критическим для предотвращения катастрофических климатических последствий.

Захват углерода привлекателен потому, что он может обратить влияние атмосферного нагрева. Согласно Международному энергетическому агентству (МЭА), глобальная емкость по захвату углерода предполагается увеличиться почти на 700% с 2022 по 2030 год. МЭА сообщает, что в 2023 году начнут работать 338 проектов с общей емкостью около 300 млн тонн CO2 в год. В США администрация Байдена объявила о вложении 1,2 миллиарда долларов в различные проекты по захвату углерода в Техасе и Луизиане. Каждый хаб стремится удалить из атмосферы 250 раз больше углекислого газа, чем любое существующее сооружение.

Хотя сбор выбросов на уровне оборудования или дымовых труб не является новым, исследователи выходят за границы традиционных технологий. Например, в национальной лаборатории Тихоокеанского Севера Хелдебрант и его команда ученых разработали прототип машины размером с кладовку, которая преобразовывает CO2 в одноразовые и подлежащие вторичной переработке материалы по стоимости, прогнозируемой на 19% ниже, чем у существующих систем. Система захватывает выбросы из дымовых труб электростанций, использует патентованный растворитель для извлечения CO2, а затем преобразует полученный материал в вещества, такие как метанол.

Другие системы захвата углерода движутся в другом направлении. Например, технология прямого захвата воздуха втягивает огромные объемы обычного воздуха, извлекает из него CO2, а затем превращает его в жидкость. В этом состоянии он может служить топливом или быть минерализованным и глубоко замороженным под землей, где не может вытекать. Неудивительно, что эффективность и масштабируемость этих систем улучшаются, а затраты снижаются. В то же время появляются новые идеи, включая захват углерода с помощью движущихся поездов и других транспортных средств.

Захват углерода в море также вызывает интерес. Например, совместный проект, ведущийся организацией AltaSea и фирмой по извлечению углерода Equatic, тестирует плавающий баржу длиной 100 футов, который непосредственно извлекает углекислый газ из воды. Электрохимический процесс, изобретенный исследователями из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, стабилизирует CO2 в виде растворенных бикарбонатных ионов, которые принимают форму твердых минеральных карбонатов. Технология также производит водород, который может использоваться как зеленое топливо.

Компания Captura разработала систему прямого захвата углерода, питаемую возобновляемой морской энергией, которая работает подобно установке по опреснению воды и стоит около 100 долларов за тонну, захватывая углекислый газ и удерживая его в подводных хранилищах. Компания использует собственную мембранную систему и электродиализ для захвата CO2.

Захват углерода решает только половину проблемы, поскольку также необходимо удержать его, чтобы он не вытекал обратно в атмосферу. Например, компания 44.01, названная по молекулярной массе углекислого газа, разработала технологию, превращающую CO2 в горную породу. 44.01 вводит растворенный в воде CO2 в глубинные пласты перидотита, где температуры и давления ускоряют естественную минерализацию. “В природе этот процесс может занимать десятилетия. Мы ускоряем его, чтобы занимало меньше года”, – говорит Каран Кимджи, сооснователь и главный коммерческий директор компании 44.01.

Изменение погоды

Несмотря на огромный прогресс, захват углерода продолжает сталкиваться с трудностями. Во-первых, это дорого, и часто отсутствуют финансовые стимулы. Во-вторых, если он не взаимодействует с возобновляемой энергией, нетто-снижение углерода минимально.

Также проблемой является масштабируемость. Как говорит Кимджи: “Есть множество захватчивающих углерод технологий, которые продемонстрировали свою эффективность в пилотных проектах или малых демонстрациях, но их масштабирование является ключевым для удаления гигатонн CO2 из атмосферы каждый год и предотвращения худших последствий изменения климата”.

Действительно, остаются вопросы экономики, жизнеспособности новых систем и того, как и где могут храниться отложения CO2. Некоторым системам захвата углерода также требуется огромные объемы воды и электроэнергии для работы. Панель Организации Объединенных Наций даже описывает многие новые методы как “непроверенные” и с “неизвестными” рисками. Вместо этого она предпочитает подходы, связанные с сокращением выбросов парниковых газов.

Тем не менее, Луна из Deep Sky считает, что экономика и практические основы захвата углерода встанут на свое место, особенно по мере того, как компании стремятся достичь амбициозных целей по сокращению выбросов углерода, включая достижение нетто-нуля. Он отмечает, что технические знания быстро развиваются, существует более глубокое понимание того, как эффективно использовать различные системы снижения выбросов углерода, чем когда-либо раньше, и формируются стандарты по окружающей среде, социальной ответственности и корпоративному управлению (ESG) и регулирующие рамки. “Становится возможным связать все эти точки”, – говорит он.

Инструменты захвата и удержания углерода могут определить судьбу человечества. “Мы находимся на распутье”, говорит Де Луна. “Нам придется найти способы извлечения углерода из атмосферы, одновременно продолжая сокращать количество углерода, которое производят люди. Нам нужно проводить научные исследования, но также найти способы коммерциализации и стимулирования захвата углерода.”

Самуэль Грингард – автор и журналист, проживающий в Уэст-Линн, Орегон, США.