Технологии для планеты. 5 методов удаления углерода из атмосферы

Ежегодно на объектах энергетики и промышленности в мире улавливается около 45 млн т CO2, но этого недостаточно. По оценкам Международного энергетического агентства, к 2050 году потребуется удалить около 5 Гт углекислого газа (5 млрд т), чтобы соблюсти план по ограничению глобального потепления до 1,5°C.

Поддержка правительств и инвесторов помогает активизировать работу в этом направлении. Министерство энергетики США запустило программу центров прямого улавливания воздуха стоимостью $3,5 млрд, которая привлекла внимание европейских стартапов, а Великобритания вложила 54 млн фунтов стерлингов в британские проекты по удалению выбросов углекислого газа.

Существует несколько методов удаления углерода. В Европе компании используют все методы — от прямого улавливания воздуха и минерализации углерода до древнего процесса коренных народов Амазонии.

Прямой захват воздуха

Как и следует из названия, прямой захват воздуха (англ. direct air capture, DAC) удаляет углекислый газ напрямую из воздуха.

Методы могут варьироваться: например, швейцарский стартап Climeworks использует большой вентилятор, чтобы подавать атмосферный воздух в коллектор, где CO2 оседает на фильтре.

Как только коллектор заполняется, он автоматически закрывается и нагревается до 100°C. Затем CO2 откачивается, смешивается с водой и отправляется под землю, где закачивается в горные породы, где он минерализуется (еще один метод, который будет описан ниже). У работающего завода будет работать сразу несколько вентиляторов одновременно.

Полученный продукт можно использовать для производства экологичного авиатоплива или стройматериалов.

У Climeworks есть действующий завод в Исландии, известный как Orca. Он может улавливать 4 тысячи т CO2 в год и, по данным Dealroom, пока привлек $777 млн от инвесторов.

Улавливание и хранение углерода

Прямое улавливание воздуха иногда путают с улавливанием и хранением углерода (англ. carbon capture and storage, CCS). CSS подразумевает, что углерод удаляется непосредственно из источника выбросов, например, электростанции или промышленного процесса, с помощью большого вентилятора. Процесс схож с DAC, но требует, чтобы вентилятор устанавливался непосредственно над источником выбросом.

После извлечения он транспортируется по трубопроводам или на лодке к морским скважинам, где его можно закачивать в бывшие нефтяные или газовые месторождения или бывшие соляные пещеры.

По сути это добыча нефти и газа наоборот — CO2 извлекается из выбросов и возвращается глубоко под землю. Идея в том, чтобы улавливать CO2 так же эффективно, как природный газ улавливается под землей. Технология существует уже почти столетие, и ранее применялась на стареющих месторождениях, чтобы увеличить добычу нефти.

Закон ЕС о промышленности с нулевым уровнем выбросов устанавливает цель по закачке в грунт не менее 50 млн т CO2 к 2030 году. Чтобы выполнить эту цель, нефтяные и газовые компании должны будут переоборудовать свои истощенные месторождения в хранилища CO2.

По данным Dealroom, британский стартап Carbon Clean — самый финансируемый европейский стартап в области CCS. В прошлом году он провел раунд серии С на $150 млн, чтобы масштабировать свои модульные установки, улавливающие выбросы углекислого газа на электростанциях, сталелитейных и цементных заводах.

Улавливание и хранение углерода не избежало критики. Эксперты по климату предупреждают, что чрезмерно полагаясь на технологию, можно сорвать план по отказу от ископаемого топлива.

Биочар

Это форма биоуглерода, которая образуется, когда деревья и растения нагреваются определенным образом. Биоуглерод — стабильная форма углерода, которая может хранить выбросы, удаляя их из атмосферы.

Биочар издавна используется в сельском хозяйстве, поскольку улучшает качество почвы, а сам процесс основан на природном свойстве растений накапливать углерод. Также он позволяет избежать проблемы разложения отходов биомассы (например, деревьев и растений) и выброса накопленного углерода в атмосферу, превращая его в другую форму.

Финский стартап Carbo Culture недавно открыл один из крупнейших заводов биочара в Европе неподалеку от Хельсинки. Заявляется, что он сможет удалять из атмосферы 3 тысячи т углекислого газа в год. Это примерно столько же, сколько 1500 автомобилей на бензине.

Ожидается, что к концу года в Европе будет 180 заводов по производству биочара, а сторонники технологии отмечают, что масштабировать ее проще, чем другие методы. Биочар — одна из нескольких форм удаления и хранения углерода из биомассы. Для этого также используются водоросли, растения или производственные отходы.

Прочие виды удаления углерода

Облесение и лесовосстановление

Оба метода предполагают посадку большего числа деревьев, чтобы создать леса. Они действуют как поглотители углерода и с помощью фотосинтеза устраняют CO2 из атмосферы. Если облесение означает высадку деревьев на территории, где отсутствовал лес, то лесовосстановление осуществляется там, где лес был недавно вырублен.

Лесоразведение может показаться несложным делом, но задача может заключаться в том, чтобы при этом не использовать луга или сельскохозяйственные угодья, используемые для производства продовольствия или таких материалов, как древесина.

В этой области работает парижский стартап MORFO. Как сообщает Dealroom, на данный момент он привлек более $4 млн, чтобы улучшить процесс лесоразведения при помощи дронов. Они делают снимки лесов в Латинской Америке и Африке, что обеспечивает точное воспроизведение видов растений.

Минерализация углерода

Реагируя с минералами в горных породах, CO2 становится твердым материалом, подобным карбонату. Это происходит естественным образом, но невероятно медленно. Промышленные процессы могут ускорить минерализацию, что позволяет удерживать в твердой форме намного больше углекислого газа. 

Один из способов достичь этого — усиление выветривания горных пород. Для этого грунтовые породы распределяют вдоль береговых линий или больших сельскохозяйственных полей, где минералы в породе вступают в реакцию с CO2 в дождевой воде, удерживая его в твердой форме.

Исландский стартап Carbfix использует другую форму минерализации углерода. При этом применяется CO2, улавливаемый из источников выбросов, аналогично улавливанию и хранению углерода. Но вместо того, чтобы закачивать углерод в бывшие нефтяные месторождения, его растворяют в воде и закачивают в подземные горные породы с высокой реакционной способностью, где он превращается в камень.

Источник.

Фото на обложке: Climeworks