Пять способов превратить углекислый газ из загрязнителя в ценный продукт

Сократить выбросы CO₂ проще, чем удалять его из атмосферы, но теперь у мира нет выбора — для смягчения последствий глобального потепления необходимы как резкое сокращение эмиссии, так и быстрое удаление и хранение CO₂. В новой статье ученые рассматривают, как можно превратить этот газ в полезные продукты, что может создать экономический стимул для его улавливания и ускорить масштабирование технологий. По их оценкам, к 2050 году утилизировать можно будет от 1 до 10 гигатонн CO₂ в год по цене менее $100 за тонну, что внесет вклад в достижение углеродной нейтральности.

Использование CO₂ может сделать его удаление более экономически жизнеспособным. Некоторые идеи останутся на бумаге, но при должных инвестициях другие могут перерасти из нишевых исследований в планы целых отраслей. Вот пять ключевых направлений, где загрязнитель может стать продуктом.

1. Строительство

Здания можно возводить из материалов, полученных с использованием CO₂. Во-первых, это древесина: выращивание и устойчивая заготовка деревьев связывает CO₂ из атмосферы и хранит углерод в долговечных конструкциях, одновременно снижая спрос на цемент, производство которого дает 10–15% глобальных выбросов парниковых газов. Во-вторых, CO₂ можно использовать и хранить непосредственно в процессах изготовления бетона, например, при твердении цемента или производстве заполнителей.

2. Производство пластика

CO₂ можно применять при создании полимеров для производства прочных пластиков, используемых в автомобилях и строительстве. Такие пластики могут заменить продукты на основе ископаемого топлива, особенно в секторах, не связанных с упаковкой (около 60% всего пластика). Их производство часто дешевле и не требует токсичных компонентов, а молекула CO₂, будучи стабильной частью полимера, хранится в материале весь срок его службы.

3. Получение топлива и удобрений

CO₂ служит сырьем для многих химических процессов, результатом которых могут быть углеводородное топливо (метанол, синтетическое топливо) или карбамидные удобрения. Хотя производство топлива из CO₂ пока дорого, в будущем оно может стать ценным для трудно обезуглероживаемых секторов, таких как авиация или дальние морские перевозки, из-за высокой плотности энергии. Если продукт — топливо или удобрение, CO₂ в итоге возвращается в атмосферу. Для климатической нейтральности сырье должно браться из воздуха, а процесс — использовать возобновляемую энергию.

4. Повышение урожайности

Увеличение содержания углерода в почвах может повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Особенно перспективно использование биоугля (биочара) — стабильной формы органического углерода, получаемой из растительного материала путем пиролиза. Его внесение в почву может обеспечить долгосрочное хранение углерода и увеличить урожай, хотя использование почвы как хранилища углерода сложно из-за ее легкой нарушаемости.

5. Добыча нефти

Парадоксально, но можно одновременно добывать нефть и хранить CO₂. Закачка CO₂ в нефтяную скважину увеличивает коэффициент извлечения нефти (метод «увеличения нефтеотдачи с помощью CO₂»). Теоретически можно добиться, чтобы в пласт закачивалось больше CO₂, чем выделяется при добыче и сжигании полученной нефти, но для этого нужны политические стимулы. Это временное решение, но в краткосрочной перспективе может стимулировать спрос на улавливание CO₂, так как эмитенты смогут продавать свой отходный CO₂ нефтедобытчикам.