Эффективное удаление углекислого газа из атмосферы

Исследователи из Института Пауля Шеррера (PSI) и Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) изучили, насколько прямой захват углекислого газа (CO₂) из окружающего воздуха может помочь эффективному удалению парниковых газов из атмосферы. Результат: при тщательном планировании, например, с учетом местоположения и обеспечения необходимой энергией, CO₂ можно удалять климатически эффективно. Свой анализ ученые опубликовали в журнале Environmental Science & Technology.

Прямой захват углерода из воздуха с последующим хранением (DACCS) — сравнительно новая технология удаления CO₂. Поскольку она позволяет, по сути, улавливать большие объемы углекислого газа, она может снижать парниковый эффект. Ученые исследовали, насколько эффективно это можно реализовать с разными конфигурациями определенного процесса, проанализировав пять вариантов захвата CO₂ и их применение в восьми точках мира. Один из результатов: в зависимости от комбинации технологии и конкретного местоположения, CO₂ можно удалять из воздуха с эффективностью до 97%.

Для отделения CO₂ от атмосферы воздух с помощью вентиляторов сначала пропускают через так называемый сорбент, который связывает CO₂. Затем, на втором этапе десорбции, CO₂ высвобождается из сорбента. В зависимости от типа сорбента это происходит при высоких температурах (до 900 °C) или при низких (около 100 °C). Помимо энергии на производство и установку оборудования, работа вентиляторов и генерация необходимого тепла сами создают выбросы парниковых газов. «Использование этой технологии имеет смысл только в том случае, если эти выбросы значительно ниже объемов CO₂, которые она помогает уловить», — отмечает Том Терлув, исследователь из Лаборатории анализа энергетических систем PSI и первый автор работы.

Эффективность процесса ученые оценивали на примере системы швейцарской компании Climeworks, использующей низкотемпературный метод. Анализ проводился для восьми локаций: Чили, Греции, Иордании, Мексики, Испании, Исландии, Норвегии и Швейцарии. Для каждой из них рассчитывались совокупные выбросы парниковых газов за весь жизненный цикл установки. Сравнивалась эффективность, когда необходимая электроэнергия поступает от солнечных батарей или из общей сети, а тепловая энергия — от солнечных тепловых установок, промышленных отходов тепла или тепловых насосов. Было составлено пять различных схем захвата CO₂ для каждой из восьми площадок. Результаты показали огромный разброс в фактическом удалении парниковых газов с помощью DACCS — от 9 до 97%.

«Технологии улавливания CO₂ являются лишь дополнением к общей стратегии декарбонизации — то есть сокращения выбросов CO₂ — и не могут ее заменить, — подчеркивает соавтор работы Кристиан Бауэр, ученый из Лаборатории анализа энергетических систем PSI. — Однако они могут помочь в достижении целей, определенных Парижским соглашением по климату, поскольку некоторые выбросы, например, из сельского хозяйства, избежать невозможно». Таким образом, цель по достижению нулевых чистых выбросов может быть достигнута только с помощью подходящих технологий отрицательных выбросов.