Поймай его, если сможешь

Возвращение выбросов парниковых газов к допандемийному уровню привело к активизации проектов, направленных на улавливание в атмосфере и переработку углекислого газа. Новые проекты призваны бороться с выбросом парниковых газов в отраслях, которые являются одними из главных их производителей,— в транспорте и энергетике. Ученые из США и Европы разрабатывают автомобили и поезда, которые не только не будут выделять CO2, но будут поглощать его. А некоторые энергетические компании уже строят заводы по улавливанию углекислого газа, чтобы минимизировать выбросы от нефтедобычи.

Фото: Анатолий Жданов, Коммерсантъ

Автопарк для автолеса

Пандемия COVID-19 и связанные с ней локдауны и самоизоляция привели к временному сокращению выбросов парниковых газов в атмосферу. Однако по мере выхода мировой экономики из ковидных ограничений выбросы снова начали расти. Согласно отчету Climate Transparency Report, уже к осени прошлого года уровень вредных выбросов странами G20 стал возвращаться к доковидному уровню.

Неудивительно, что растущие парниковые выбросы, прежде всего углекислого газа, вновь привлекли повышенное внимание не только экологов и правительств, но и ученых, исследователей, изобретателей и инвесторов. Осенью исследователи Технологического университета Эйндховена (Нидерланды) представили концепт-кар ZEM (zero emission mobility — «мобильность с нулевым выбросом»). Автомобиль передвигается не просто с нулевым выбросом CO2, а с отрицательным. Иначе говоря, автомобиль при движении не только не выделяет углекислый газ благодаря комбинации из солнечных панелей и электромотора, но и улавливает его из атмосферы при помощи специального фильтра и накопителя. На каждую тысячу километров он улавливает примерно семь тонн CO2.

Разработчики отмечают, что десять автомобилей ZEM поглощают примерно столько же углекислого газа, сколько одно дерево.

На первый взгляд это немного — но уже 1000 таких автомобилей равноценны небольшому скверу, а если оснастить системами улавливания CO2 и другие машины, можно будет говорить о настоящих парках или лесах из автомобилей.

Нидерландские исследователи отмечают, что ZEM не столько прототип конкретной серийной модели, сколько концепция для внедрения такого подхода в будущие или уже существующие модели не только электромобилей, но и обычных машин. «Даже если оснастить системой улавливающих фильтров и накопителей обычные машины с ДВС, их углеродный след будет в итоге ниже»,— отмечают авторы проекта, которые сейчас находятся в процессе получения патента на свое изобретение.

Концепт-кар ZEM

Фото: Bart van Overbeeke / Handou / Reuters

Этим летом в США был представлен проект поезда с отрицательным углеродным следом. Стартап CO2Rail Company совместно с несколькими американскими и канадскими университетами разработали концепцию поглощения углекислого газа из атмосферы. Эта система устанавливается на железнодорожные вагоны, ее можно ставить и на вагоны с обычными дизельными локомотивами, что в итоге сокращает объем углеродного следа от такого поезда.

За год один поезд, составленный из таких вагонов, может собирать до 6 тыс. тонн CO2.

По оценкам авторов проекта, стоимость извлечения углекислого газа из атмосферы таким способом составит около $50 за тонну CO2, что значительно ниже нынешних расценок уже работающих стационарных установок, которые доходят до $600 за тонну.

Эксперты не исключают, что поезда, оснащенные такими системами, могут оказаться даже выгоднее более традиционных способов улавливания CO2 из атмосферы — наземных стационарных установок, которые требуют под себя землю и множество разрешений и согласований на строительство и инфраструктуру. «Многие хотят бороться с глобальным потеплением, но немногие хотят, чтобы эта борьба проходила на их заднем дворе,— сообщил в интервью Forbes один из соавторов проекта, профессор университета Торонто Джеффри Озин.— В отличие от стационарных установок поезда с такими вагонами будут ездить по обычным железнодорожным путям и будут просто незаметны для обычного глаза».

Концепт вагона компании CO2Rail

Фото: CO2Rail Company

Авторы проекта отмечают, что 10 вагонов CO2Rail могут уловить столько же CO2, сколько выбрасывает примерно 15 тыс. автомобилей. «Затем углекислый газ может быть использован для нужд химической промышленности, например для производства полимеров, синтетического топлива, хладагентов, или для производства газированных напитков,— подчеркивают в CO2Rail Company.— Когда системы улавливания и хранения CO2 получат более массовое распространение, это станет неотъемлемой частью круговорота углекислого газа в экономике и работы соответствующего рынка».

Не только транспорт

В конце сентября исследователи Fortune Business Insights выпустили доклад, в котором говорится, что в 2020 году индустрия улавливания и хранения углекислого газа (carbon capture and storage — CCS) оценивалась уже в $2 млрд. По их прогнозам, в 2021–2028 годах этот рынок будет расти впечатляющими темпами — почти на 20% в год, и к 2028 году достигнет $7 млрд. «Увеличение рынка будет происходить благодаря таким факторам, как рост партнерских проектов между крупными промышленными компаниями для коммерциализации технологий CCS, в том числе путем строительства крупных предприятий такого рода»,— полагают авторы доклада.

Одним из крупнейших таких проектов является совместный комплекс The Northern Lights («Северное сияние») британской Shell, французской Total, норвежской Equinor и правительства Норвегии. Проект был согласован в 2019 году, а в 2024 году должен начать работать. Общие инвестиции в него составили $2,6 млрд. Система работает так: собранный при помощи системы вентиляторов и фильтров углекислый газ будет храниться в подземных резервуарах. Затем этот углекислый газ будут использовать в химическом производстве или распределять в песчаники на глубину около 2 км под дном океана.

«Мы хотим вернуть углерод туда, где хранился миллионы лет, приведя к образованию углеводородов,— в толщу земной коры»,— отмечает технический директор проекта The Northern Lights Кристел Ламбтон.

В первый год работы предприятие должно выделить из атмосферы и заложить в резервуары до 1,5 млн тонн углекислого газа, а затем выйти на проектную мощность в 5 млн тонн в год.

В 2021 году в Исландии, в 50 км от Рейкьявика, начал работать проект местной компании Carbfix и швейцарской компании Climeworks. При помощи 72 мощных вентиляторов и системы фильтров углекислый газ выделяется из атмосферы, затем растворяется в морской воде и закачивается в земную кору. «Раствор проходит через трещины и поры в базальтовых породах, взаимодействует с минералами и металлами и в конце концов просто превращается в камень»,— отмечает представитель Carbfix Олафур Гудьонсон. Само предприятие использует для своей работы тепловую энергию горячих подземных источников, которыми богата Исландия.

В конце октября The Wall Street Journal сообщила о том, что нефтяная компания Occidental Petroleum начинает в Техасе строительство завода по улавливанию и хранению CO2. Предприятие должно быть запущено уже в 2024 году и способно улавливать из атмосферы 30 млн тонн CO2 в год и хранить в подземных резервуарах до 3 млрд тонн углекислого газа. Компания заявляет, что таким образом она нейтрализует весь углеродный след, который оставляют в атмосфере ее нефтедобывающие предприятия во всем западном Техасе.

По данным международного проекта Global CCS Institute, сейчас в мире в стадии разработки или строительства насчитывается уже около 200 проектов по улавливанию и хранению углекислого газа. Так, например, в июле Еврокомиссия объявила о выделении €1,8 млрд на 17 проектов по улавливанию и хранению углерода в Германии, Франции, Нидерландах, Финляндии, Норвегии и Польше. Участниками Global CCS Institute являются более 150 компаний со всего мира, таких как General Electric, Mitsubishi Heavy Industries, ArcelorMittal, BP, Chevron, Sinopec, ConocoPhillips, Equinor, Eni, а также правительства Великобритании, США, Японии, Австралии, КНР.