Модуль прямого улавливания диоксида углерода из воздуха с башенным охладителем на геотермальной электростанции Хедлисхейди в Исландии. Фото: Climeworks
Человечеству никак не удаётся снизить выбросы парниковых газов и остановить спираль разогрева планеты из-за парникового эффекта. Политики договариваются хотя бы удержать количество CO₂ на нынешнем уровне, чтобы спасти планету от самых разрушительных последствий глобального потепления. Но у них не слишком получается: последние 200 лет углекислый газ продолжает накапливаться в атмосфере со скоростью примерно 4 мегатонны в год. Накопление не останавливается. Более того, оно грозит принять необратимый характер, когда выделения газа из почвы начнут расти с ростом температуры, ещё больше раскручивая спираль. Сейчас растения и растения Земли не в силах переработать, а мировой океан — растворить то количество CO₂, которое выбрасывают земные ТЭС и транспорт на ДВС.
Некоторые учёные считают, что нужно не только полагаться на природу, но и вносить активный вклад в очистку воздуха, иначе природа не справится: сейчас растения и деревья перерабатывают только 20-80% ежегодных выбросов CO₂. Так вот, учёные предлагают активнее вводить в строй модули прямого улавливания диоксида углерода из воздуха. Они связывают атмосферный CO₂ и откладывают его в базальтовую породу, то есть загоняют под землю, откуда он и появился.
В мае 2017 года компания Climeworks — производитель модулей прямого улавливания диоксида углерода из воздуха (DAC, Direct Air Capture) — объявила о коммерческом запуске первого в мире завода по добыче CO₂ из атмосферы. Это коммерческое предприятие в Швейцарии добывает CO₂ с себестоимостью не более $600 за тонну и продаёт удобрения на близлежайшие фермы, а также компоненты для изготовления топлива. Ежегодно завод будет извлекать из атмосферы 900 тонн диоксида углерода, а себестоимость планируют снизить до $100 за тонну. Такая же цель у конкурентов из компании Carbon Engineering, а вот другой конкурент Global Thermostat нацеливается на себестоимость $50 за тонну. Все эти стартапы производят установки DAC для коммерческой добычи CO₂ из атмосферы.
Таким образом, добыча по 10 мегатонн CO₂, чтобы очистить атмосферу, обойдётся в $500 млрд ежегодно.
Сейчас Climeworks реализовала ещё один необычный проект. На этот раз модули DAC установили на одно из крупнейших в мире ГеоТЭС Хедлисхейди в Исландии. Эта ГеоТЭС производит около 300 мегаватт электричества и 130 мегаватт тепла для Рейкьявика, который находится в 25 км к северо-западу от станции.
ГеоТЭС Хедлисхейди в Исландии. Фото: Climeworks
ГеоТЭС Хедлисхейди стала первой в мире электростанцией, которая не выбрасывает углекислый газ в атмосферу, а поглощает его — и производит минерализацию карбонатов в базальтовой породе. Пока что станция добывает из атмосферы всего 50 тонн углекислого газа в год (это крохотное количество: такая доля выбросов приходится только на одну американскую семью). Но это лишь начало пилотного проекта.
Минерализация карбонатов в базальтовой породе
В данном случае система работает следующим образом. Воздух проходит через фильтр, пропитанный аминами — органическими соединениями, производными аммиака. Они связывают углекислый газ из атмосферы. Потом CO₂ извлекают из фильтра нагревом от геотермального источника тепла и растворяют в воде (27 кг воды на каждый килограмм газа). Газированную воду закачивают под землю на глубину более 700 метров. Там она реагирует с базальтовой породой, а CO₂ преобразуется в твёрдый минерал (см. научную статью 2016 года с описанием химической реакции). Так происходит минерализация углекислого газа.
Процесс извлечения углекислого газа из воздуха и его дальнейшей минерализации под землёй. Иллюстрация: Climeworks
Этот проект под названием CarbFix2 можно продублировать на других геотермальных станциях, которые построены на базальтовом фундаменте. По словам разработчиков системы, CarbFix2 дублирует процессы, которые происходят в живой природе, но многократно ускоряет их. Перед проектом CarbFix2 поставлена амбициозная задача к 2025 году добывать и превращать в твёрдую форму 1% всех мировых выбросов углекислого газа. Один процент — это очень много, если учитывать миллионы тонн ежегодных выбросов CO₂ от промышленности и транспорта.
Проект CarbFix2 реализует энергетическая компания Reykjavik Energy, получившая финансирование от Евросоюза в рамках исследовательской и инновационной программы Horizon 2020.
Только активными действиями, извлекая лишний CO₂ из атмосферы, можно попробовать остановить разогрев планеты. По мнению некоторых учёных, простого ограничения на выбросы недостаточно. Человечеству будут необходимы технологии по извлечению CO₂ из атмосферы уже в 2030-е годы, чтобы просто удержать температуру Земли в пределах 1,5 °C относительно доиндустриального уровня.
Для извлечения CO₂ из атмосферы предлагают использовать вышеупомянутые установки DAC на чистой электроэнергии, а дополнительно высадить лес на больших территориях суши с дальнейшей минерализацией под землёй добытого углерода.
Кроме того, некоторые специалисты высказывают опасение, что продвижение дорогих систем «с отрицательным значением выбросов CO₂» отвлекает от главного и необходимого шага — снижения выбросов углекислого газа прямо сейчас.
Источник
