Улавливание углекислого газа из воздуха звучит заманчиво, но насколько это реально?

В 2015 году 195 стран и Европейский Союз (ЕС) подписали Парижское соглашение, целью которого является ограничение повышения глобальной температуры до 1,5°C к концу этого столетия. Уже в 2023 году данные показывают, что эта амбициозная цель не будет достигнута. Разработано и утверждено множество планов, некоторые из которых предусматривают прямое улавливание углекислого газа из воздуха.

Аналитики Массачусетского технологического института (MIT) проверяют, насколько реалистичны эти идеи и действительно ли они могут помочь в достижении «зеленых» целей. Результаты неутешительны: стратегия нереалистична относительно того, сколько углекислого газа можно улавливать непосредственно в воздухе. Это означает, что планы, основанные на нем, слишком оптимистичны.

С другой стороны, аналитики также отмечают, что такие методы действительно могут помочь снизить последствия изменения климата, но не как «волшебное решение» проблемы парниковых газов, а как часть общих усилий.

При секвестрации углерода эффект наступает быстро и, в отличие от посадки деревьев – естественного поглотителя углекислого газа, в районах, где никогда не было лесов или в районах, где леса были уничтожены в прошлом, для его реализации не требуются десятилетия. Если улавливание сочетается с его хранением в геологических структурах, удаление углекислого газа из атмосферы может быть постоянным, при этом деревья в какой-то момент могут сгореть и таким образом выпустить часть накопленного ими углекислого газа.

Три проблемы улавливания CO₂ с воздуха

Существует несколько проблем с улавливанием углерода, которые делают эту технологию неэффективной на данном этапе. Один из самых серьезных – настоящий низкая концентрация углекислого газа в воздухе — 0,04%. Это значит, что для того, чтобы «собрать» 1 тонну углекислого газа, необходимо 1,8 млн. куб м воздуха, то есть требует достаточно большого объема оборудования. Для сравнения: Массачусетский технологический институт (MIT) утверждает, что для того, чтобы поймать 1 миллион тонн в год, необходим объект высотой здания в три этажа и длиной 3 мили (около 6 км). Некоторые модели прогнозируют ежегодное улавливание от 5 до 40 гигатонн углекислого газа из воздуха, что, по оценкам аналитиков, крайне нереально.

А вот в дымовых газах электростанций или промышленных объектов концентрация углекислого газа достигает от 3% до 20%. Другими словами, технологии улавливания и хранения углекислого газа (CCS) из дымовых газов, а не из атмосферы в целом, гораздо более эффективны.

Низкая концентрация углекислого газа в воздухе требует не просто огромных «очистных» сооружений, но и крупных затраты на электроэнергиючтобы вести их. Если добавить к этому затраты энергии на переработку и транспортировку уловленных выбросов, затраты на улавливание оцениваются примерно в 1,2 мегаватт-часа на каждую тонну углекислого газа.

Здесь эффективность зависит от используемого источника энергии. Если это уголь, то при улавливании 1 тонны углекислого газа будет выделено 1,2 тонны углекислого газа.

Чтобы «собрать» из атмосферы максимально прогнозируемые 40 гигатонн углекислого газа, 12 тыс. тераватт-час электроэнергии, то есть около 40% электроэнергии, которая сегодня производится в мировом масштабе.

На данном этапе в мире все еще не хватает чистой энергии, поэтому MIT отмечает, что лучшим вариантом для атмосферы является использование чистой энергии для электрификации видов деятельности, которые действительно позволят сократить выбросы углекислого газа — например, электромобили или другие более эффективные способы снижения выбросов углекислого газа. использовать чистую энергию.

Согласно большинству моделей улавливания выбросов в атмосферу, объекты могут быть расположены где угодно — Воздух вокруг нас. Но по мнению MIT, это совсем не так, и причина в потребности в энергии для привода ловушек. Другим ключевым моментом в этом случае является место для последующего хранения уловленного углекислого газа.

На фоне этих трех главных проблем подкрадывается четвертая, если не самая основная – цена. По оценкам MIT, улавливание и хранение углекислого газа из атмосферы стоит от 100 до 200 долларов за тонну. Для сравнения, улавливание углерода из дымовых газов стоит от 50 до 150 долларов за тонну.

Но это лишь затраты на захватную деятельность. Если рассматривать первую проблему – низкую концентрацию, то строительство достаточно крупного объекта требует большого количества инвестиций, материалов, рабочей силы, оформления разрешительной документации и т. д. По оценкам, это «взвинтит» сумму до $5000 за тонну в год.

Затраты на электроэнергию составляют около 120 долларов за тонну и т. д.

Другими словами, идея улавливания выбросов углекислого газа в воздух с первого взгляда очень заманчивая, но и очень дорогая концепция. В действительности устранение выбросов может иметь ключевое значение для выживания отраслей, у которых нет возможности быть низкоэмиссионными, поэтому в MIT отмечают, что работа по разработке новых технологий в этом направлении не должна прекращаться. Однако улавливание углекислого газа в воздухе не будет тем «волшебным решением», на которое многие надеются.