Преобразование углеродной экономики
В декабре 2016 года рабочая группа, созданная по поручению бывшего министра энергетики США Эрнеста Мониса, представила стратегическую основу для исследований и разработок по двум дополнительным подходам к борьбе с изменением климата: рециклированию углекислого газа и удалению больших объемов CO₂ из атмосферы. Цель — достичь общего сокращения глобальных выбросов не менее чем на один миллиард тонн CO₂ в год.
Эти стратегии дополнят безуглеродные подходы, такие как ветровая и солнечная энергетика, сохранив жидкое и газообразное топливо для транспорта, зданий и промышленности. Они также могут в будущем обеспечить чистый вывод углерода из атмосферы для снижения глобальной концентрации CO₂. Группа рассматривала только технологии с потенциалом сокращения на уровне миллиарда метрических тонн CO₂ в год (около 2.5% от текущих глобальных выбросов в ~40 млрд тонн).
Председатель группы Арун Маджумдар из Стэнфордского университета отметил, что исследования такого масштаба могут включать использование сельхозкультур для хранения углерода в почве, переработку CO₂ в пластики и топливо, а также его хранение в подземных резервуарах. «Диапазон вариантов, готовых для исследований, действительно впечатляет», — сказал он.
Группа, в которую вошли эксперты из восьми университетов и бывший сотрудник ExxonMobil, фокусировалась на системных решениях. Один из примеров — модификация растений для повышения эффективности фотосинтеза и развития более глубоких корней, что переносит углерод из атмосферы в почву. Как подчеркнула член группы Салли Бенсон, для этого и других процессов требуется ещё много исследований.
Разработка этих стратегий, основанных на промышленных решениях (улавливание CO₂ на источниках выбросов, изменение методов земледелия), потребует новых технологий и процессов. «Потребность срочная, и мы должны использовать множество стратегий», — заявила Эмили А. Картер из Принстонского университета, отметив, что инвестиции в науку принесут пользу не только климату, но и создадут новые технологии, отрасли и рабочие места.
В отчете, представленном 13 декабря 2016 года, группа дала пять ключевых рекомендаций:
- Улучшить системное моделирование для оценки воздействия на атмосферу, экосистемы и экономику.
- Использовать естественный биологический цикл, оптимизируя культуры для поглощения CO₂ и хранения углерода в почве, а также исследуя биомассу (например, гигантские водоросли) для биотоплива.
- Изучать синтетическое преобразование CO₂ в топливо и продукты, что требует дешёвой безуглеродной энергии для эффективных реакций.
- Оценивать хранение CO₂ в геологических формациях, развивая методы увеличения объёма хранимого углерода при добыче углеводородов.
- Исследовать улучшенные методы улавливания CO₂ из смеси газов, включая разработку новых сорбентов для снижения стоимости прямого захвата из воздуха.
Группа предупредила, что разработка систем для сокращения выбросов в таком масштабе будет сложной, а некоторые методы могут иметь непредвиденные последствия, поэтому необходимы государственные инвестиции в исследования. Как отметил профессор Роберт Соколов, отчет помогает оценить масштаб усилий, необходимых для перестройки энергосистемы, и даёт основу для анализа менее знакомых подходов.