Пилососи вуглекислого газу: чи врятують технології клімат?
Спойлер: ні. Бо це дорого, занадто повільно та ризиковано.
У світі справжній бум на оригінальні технології, що мають врятувати людство від зміни клімату! Цього року в Ісландії почав працювати Mammoth - завод зі всмоктування вуглекислого газу з атмосфери із технологією прямого захоплення повітря (Direct Air Capture, DAC). Може здатися, що така установка — це справжнє спасіння, але насправді — це хибне кліматичне рішення, що лише створює ілюзію розв’язання глобальних проблем. Розберімося, чому?
Як працюють технології вловлювання вуглецю?
Технологія, яку використовує цей вищезгаданий “пилосос”, працює так: вентилятор втягує повітря у спеціальний колектор із мембраною, що здатна вловлювати молекули вуглекислого газу. Як тільки мембрана заповнюється, колектор закривається і його середовище починають нагрівати до 100°C, щоб вивільнити молекули CO2. Вивільнений газ перекачують глибоко під землю, де за задумом він має зберігатися нескінченно довго. Весь процес забезпечується енергією з геотермальних джерел, тобто від гарячих термальних підземних вод.
Mammoth має модульну конструкцію з місцем для 72 колекторних контейнерів, які можна складати один на одного та переміщати. Наразі працює 12 з них, але пізніше будуть запущені й інші. За задумом виробника, коли установка запрацює на повну потужність, вона зможе витягувати з атмосфери 36 000 тонн вуглецю на рік. Це еквівалентно вилученню з доріг приблизно 7800 автомобілів, що працюють на газу, протягом року. Це лише один приклад із багатьох інших проєктів, де компанії хочуть використовувати технології вловлювання вуглецю, але потенційних проблем поки більше ніж рішень.
Зокрема, деякі вчені наголошують, що наслідки штучного висмоктування вуглекислого газу з атмосфери не прогнозовані, та ще й можуть відрізнятися у Північній та Південній півкулях планети. Річ у тім, що прихильники технологічних рішень обіцяли, що штучне зменшення кількості CO2 в атмосфері призведе до того, що клімат знову стане таким, як був до початку індустріалізації. Проте нове моделювання показує, що такі очікування не правильні, адже за час активної зміни клімату місця із вологими та сухими повітряними масами змінили своє розташування, й навіть якщо зараз всотати весь зайвий вуглекислий газ, вони не повернуться туди, де були на початку.
Інша технологія від американської компанії Heirloom пропонує використовувати для всмоктування вуглецю вапняк. Промислові печі нагрівають його до 899°C, що розкладає його на вуглекислий газ і оксид кальцію. Потім вуглекислим газом насичують бетон, який можна використовувати для будівництва. Порошок, що залишився – оксид кальцію – розсипають у лотки, збризкують водою, і ставлять просто неба. Він поглинає вуглець та утворює вапняк, і весь процес повторюється. Технологія може бути перспективною, але сумніви викликає потреба у великій кількості енергії та відсутність у розробників ідей щодо того, що робити з використаним вапняком.
Підписуйтеся на наші соцмережі
Наразі Heirloom працює від відновлювальних джерел енергії та може поглинати максимум 1000 тонн CO2 на рік – це лише частка річних викидів однієї газової електростанції. Проте компанія сподівається вилучити 1 мільярд тонн вуглекислого газу до 2035 року.
Ще один американський стартап називається MechanicalTree. Він може видаляти CO2 з атмосфери без необхідності нагнітання повітря через систему за допомогою енергоємних пристроїв. За задумом розробників, технологія ефективно вловлює вуглець, коли природний вітер самостійно проходить через установку з будь-якого напрямку. Задум виглядає раціональним, майже як дерева... Хоча, постривайте, реальні дерева вже придумала природа і вони чудово справляються із вловлюванням вуглекислого газу!
Є й інші наукові розробки, що ще не були масштабовані до промислових установок. Наприклад, міжнародна група вчених для модифікації адсорбуючого матеріалу використала мідь, що зробило вловлювання CO2 ще ефективнішим. Розробники стверджують, що після захоплення вуглекислого газу його можна перетворити на харчову соду, яку пропонують розсіювати у морях чи океанах. Хоча очевидно, що ця ідея звучить загрозливо і з високою ймовірністю буде мати значні негативні наслідки для морських екосистем.
Як утилізувати вловлений вуглець?
Розібравшись із технологіями вловлювання вуглецю, постає наступне питання. А що робити із тим всім вуглекислим газом і які наслідки це може мати? Один із найбільш обговорюваних способів утилізації накопиченого вуглекислого газу – це його захоронення глибоко під землею або під океанічним дном. У теорії, глибоко під землею СО2 може вступати в реакцію з іншими хімічними елементами, утворюючи карбонатні мінерали. За задумом, якщо вуглекислий газ закачують у солоні водоносні горизонти під землею, то газ має взаємодіяти з водою, утворюючи твердий осад, який опускається на дно. Але очевидно, що все це передбачає масштабні втручання у природні екосистеми, які і так є вразливими внаслідок зміни клімату та знищення людиною природних оселищ.
Окрім загрози втручання в екосистеми варто зазначити, що місця для зберігання вуглецю будуть обмеженими, а їх розподіл у світі – нерівномірним. Ще не існує оцінки того, скільки вуглекислого газу може бути вловлено насправді та скільки простору потрібно для його зберігання. Окрім того, на планеті не так багато місць, де CO2 можна зберігати під землею, й часто такі сховища скупчені на відносно невеликій площі. Це означає, що відповідальність за безпеку зберігання та обслуговування таких сховищ ляже на плечі окремих країн, а не всіх держав, що відповідальні за забруднення атмосфери. Це створить додаткову соціальну та економічну напругу, вплине на локальні громади, й може призвести до неврахування прав людини, прав корінних народів тощо.
Чи надійний такий спосіб утилізації вуглекислого газу? Невідомо. Ця практика використовується ще не так довго. Ризик витоків CO2 зберігається завжди і ці витоки можуть траплятися протягом великого проміжку часу, що унеможливить досягнення кліматичної нейтральності. Деякі теоретичні дослідження свідчать, що понад 98% вловленого газу зберігатиметься понад 10 000 років. А як буде на практиці – стане зрозуміло з часом. Хоча потрібно визнати, що будь-який виток зрідженого концентрованого вуглекислого газу гарантовано призведе до значної шкоди довкіллю.
Альтернативне використання вловленого вуглекислого газу ще досліджується, але теоретично його також можна застосовувати для виробництва сечовини та синтетичного етанолу, газування безалкогольних напоїв, консервування їжі, обробки води для балансування pH, підвищення міцності бетону, підвищення продуктивності водоростевих ферм та збагачення повітря в теплицях тощо. А стартап CarbonCapture Inc. навіть планує використовувати вловлений вуглець для виробництва авіаційного палива у Вайомінгу (США) (що дуже сумнівно з погляду зменшення впливу на клімат, адже очевидно, що при спалюванні цього палива літаками вуглекислий газ повертатиметься назад в атмосферу).
Чому вловлювання вуглецю — це хибне рішення?
Попри оптимізм власників установок щодо безпеки зберігання вуглекислого газу у підземних сховищах — це лише недоведені гіпотези. По факту, весь цей зріджений газ буде постійно перебувати під ризиком витоку, що може бути причиною забруднення повітря з непередбачуваними наслідками для здоров’я людини та екосистем. І навіть при розумінні таких наслідків, важко сказати наскільки руйнівним буде виток тисяч кубометрів CO2 та чи можна буде відновити уражені екосистеми, чи їм буде заподіяно шкоду.
Крім того, пряме захоплення повітря потребує колосальної кількості енергії. Оскільки з атмосфери видаляється лише незначна частка вуглекислого газу, потрібно багато повітря і багато потужних вентиляторів, щоб вловлювання CO2 було ефективним. А за винятком деяких установок, більшість отримуватиме для цього енергію саме від традиційних джерел енергії (шляхом спалення викопних палив), що тільки поглибить кліматичну кризу.
Це створює ілюзію, що можна зупинити зміну клімату без відмови від видобутку викопного палива. Ніби ми можемо продовжувати жити так, як живемо: видобувати нафту та газ, спалювати їх, отримуючи енергію та тепло, але при тому вловлювати виділений під час цих процесів вуглекислий газ, щоб не посилювати процеси зміни клімату. Та насправді таке рішення - це лише сумнівний спосіб вловити виділений у моменті надлишок, а не весь надлишковий вміст CO2, який є в атмосфері. Таке рішення не сповільнить зміну клімату, але, безперечно, створить ілюзію дії, щоб людство не відчувало своєї провини за те, що робить з планетою.
Більше того, часом ця технологія навіть стає “ширмою” для видобувної промисловості та робить нас ще більш залежними від брудної енергії. Наприклад, ідея захоронення СО2 під землею особливо сподобалась компаніям, що займаються видобутком нафти та газу. Завод Stratos, що будується в Техасі за фінансування нафтової компанії Occidental, розрахований на вилучення 500 000 тонн вуглецю на рік. Далі цим газом наповнюватимуть свердловини, щоб витіснити важкодоступні залишки нафти зі збіднілих родовищ. Іронічно, що отриману нафту позиціонують, як “вуглецево-нейтральну”, тобто таку, що не спричинила додаткових викидів вуглекислого газу при видобутку. Хоча насправді подальше використання цієї нафти стане причиною викидів СО2 та посилення парникового ефекту і зміни клімату.
А ще вартість використання технології прямого захоплення повітря для вловлювання вуглецю доволі висока, тому виробники активно намагаються здешевити виробництво: досягти 300-350 доларів США за тонну до 2030 року та 100 доларів США за тонну у 2050 році. Між іншим, 100 доларів за тонну — це не випадкова вартість. Саме таку ціну уряд США визнав об’єктивною у співвідношення ціна/результат для таких технологій.
Проте наразі ці технології лишаються дуже дорогими, забираючи на себе ресурси і фінанси, необхідні для боротьби з кліматичною кризою. Так, наприклад, уряд США планує виділити 3,5 мільярда доларів для будівництва заводів з вловлювання вуглецю. Ці кошти можна було б спрямувати на розв'язання кліматичних питань, зокрема, на адаптацію до зміни клімату чи профінансувати перехід на відновлювані джерела енергії.
Тож, наразі заводи з вловлювання вуглекислого газу — це дорогі, енергоємні та потенційно небезпечні установки, тому їхнє використання не можна сприймати як надійне рішення зміни клімату. Натомість ключовим та першочерговим способом протидіяти зміні клімату має бути не видалення вуглецю з атмосфери, а скорочення його викидів. Енергетична галузь не потребує технологій уловлювання та зберігання вуглецю, адже вже існують надійніші, чистіші та дешевші засоби для зниження викидів СО2, а саме: поступова відмова від викопного палива, заміна його на відновлювані джерела енергії, впровадження енергоефективних заходів на виробництві, при транспортуванні та споживанні енергії. А от поглинати вуглекислий газ мають природні та стабільні екосистеми, які дійсно надійно та з користю здатні його зафіксувати.