Улавливание и хранение углерода

Улавливание и хранение углерода (англ. сarbon capture and storage, CCS) — процесс, включающий отделение СО₂ от промышленных и энергетических источников, транспортировку к месту хранения и долгосрочную изоляцию от атмосферы^[1]. Обычно улавливание CO₂ осуществляется у крупного источника выбросов газа, например цементного завода или электростанции на биомассе, и заключение его в соответствующих геологических формациях. Хотя данная технология применяется уже несколько десятилетий для различных целей, в частности при третичном методе нефтедобычи, долгосрочное захоронение CO₂ под землёй является относительно новой технологией.

В рамках технологии CCS углекислый газ (СО₂) улавливается из точечных источников, таких как угольные электростанции и заводы по производству этанола. Затем он обычно транспортируется по трубопроводам, после чего используется для добычи нефти или хранится в специальных геологических формациях.

Например, в обжиговых печах для улавливания диоксида углерода могут применяться различные технологии: абсорбция, адсорбция, Chemical looping combustion^[англ.], разделение газа на мембране (Membrane gas separation^[англ.]) и получение газовых гидратов^[2]^[3]. По состоянию на 2019 год в мире действуют 17 проектов с технологией улавливания и хранения углерода (CCS), которые ежегодно улавливают 31,5 Мт CO₂ , из которых 3,7 Мт хранится в подземных хранилищах геологических формаций.

Главной целью улавливания и хранение углерода является борьба с глобальным потеплением, а также загрязнением окружающей среды. В сентябре 2016 года концентрация СО₂ в атмосфере необратимо превысила значение в 400 ppm^[4] и продолжает увеличиваться. Последний раз такая концентрация CO₂ была 600 тыс. лет назад вероятно в результате сильной вулканической деятельности^{[источник не указан 1188 дней]}.

Проекты хранения

В США на 2009 год разрабатывалось три проекта улавливания и захоронения углекислого газа. В двух проектах предлагалась закачка газа в нефтяные скважины (газовый третичный метод нефтедобычи), еще в одном — закачка газа в подземные хранилища, подготовленные в соляных куполах^[5].

В 2021 году в Исландии запущен комплекс по утилизации парникового углекислого газа путём его минерализации. Комплекс собирает углекислый газ из атмосферы в специальные коллекторы, затем растворяет его в морской воде и закачивает в земную кору, где он постепенно минерализуется, превращаясь в горную породу. При выходе на полную мощность комплекс сможет утилизировать до 4000 тонн углекислого газа в год, что равнозначно выбросам 790 автомобилей^[6].

В 2023 году учёные Лихайского университета (США) усовершенствовали технологию прямого захвата углекислого газа из воздуха (direct air capture), разработав новый поглощающий материал, и добились того, что можно улавливать в несколько раза больше углекислого газа, чем получалось до сих пор. Захваченный газ в ходе реакции с морской водой преобразуется в пищевую соду, которую потом растворяют в море без вредных последствий для него^[7].

Критика

По мнению немецких экспертов, технология улавливания и хранения углерода (CCS) содержит множество технических, экологических и финансовых вопросов, на которые еще не получено чётких ответов. Во-первых, объем подземных хранилищ, находящихся в отдельном районе, может быть ограничен. Во-вторых, для переоборудования действующих электростанций по данной технологии потребуются серьезные капиталовложения, что приведёт к росту тарифов на электроэнергию и снижению КПД электростанции, поскольку часть вырабатываемой электроэнергии будет потребляться оборудованием, обеспечивающим работу установки по улавливанию углекислого газа^[8].

См. также

Примечания

↑ Специальный доклад МГЭИК. Улавливание и хранение двуокиси углерода. 2005. (неопр.) Дата обращения: 10 июня 2012. Архивировано из оригинала 13 мая 2012 года.
↑ Bui, Mai; Adjiman, Claire S.; Bardow, André; Anthony, Edward J.; Boston, Andy; Brown, Solomon; Fennell, Paul S.; Fuss, Sabine; Galindo, Amparo; Hackett, Leigh A.; Hallett, Jason P.; Herzog, Howard J.; Jackson, George; Kemper, Jasmin; Krevor, Samuel; Maitland, Geoffrey C.; Matuszewski, Michael; Metcalfe, Ian S.; Petit, Camille; Puxty, Graeme; Reimer, Jeffrey; Reiner, David M.; Rubin, Edward S.; Scott, Stuart A.; Shah, Nilay; Smit, Berend; Trusler, J. P. Martin; Webley, Paul; Wilcox, Jennifer; Mac Dowell, Niall (2018). "Carbon capture and storage (CCS): the way forward". Energy & Environmental Science. 11 (5): 1062—1176. doi:10.1039/C7EE02342A.
↑ D'Alessandro, Deanna M.; Smit, Berend; Long, Jeffrey R. (16 August 2010). "Carbon Dioxide Capture: Prospects for New Materials" (PDF). Angewandte Chemie International Edition. 49 (35): 6058—6082. doi:10.1002/anie.201000431. PMID 20652916. Архивировано (PDF) 16 августа 2017. Дата обращения: 18 апреля 2021.
↑ Kahn, Brian (2016-09-28). "The world passes 400ppm carbon dioxide threshold. Permanently". The Guardian (англ.). Архивировано 23 октября 2016. Дата обращения: 29 сентября 2016.
↑ Carbon Capture and Storage from Industrial Sources Архивная копия от 18 мая 2015 на Wayback Machine // Energy.gov
↑ Алёна Миклашевская. В Исландии начал работать крупнейший в мире комплекс по утилизации выведенного из атмосферы углекислого газа (рус.). «Коммерсантъ» (9 сентября 2021). Дата обращения: 19 марта 2023. Архивировано 25 июня 2022 года.
↑ Алёна Миклашевская. Из атмосферы через соду в море (рус.). «Коммерсантъ» (19 марта 2023). Дата обращения: 19 марта 2023. Архивировано 30 марта 2023 года.
↑ Немецкие эксперты сомневаются в эффективности технологии CCS | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW | 15.05.2009 (неопр.). Дата обращения: 18 апреля 2021. Архивировано 18 апреля 2021 года.

Ссылки

Carbon capture and storage // МЭА (англ.)
CARBON DIOXIDE CAPTURE AND STORAGE Архивная копия от 10 августа 2018 на Wayback Machine // Cambridge University, International Panel on Climate Change, 2005, ISBN 0-521-86643-X

[1] Специальный доклад МГЭИК. Улавливание и хранение двуокиси углерода. 2005. (неопр.) Дата обращения: 10 июня 2012. Архивировано из оригинала 13 мая 2012 года.

[Bui_2018-2] Bui, Mai; Adjiman, Claire S.; Bardow, André; Anthony, Edward J.; Boston, Andy; Brown, Solomon; Fennell, Paul S.; Fuss, Sabine; Galindo, Amparo; Hackett, Leigh A.; Hallett, Jason P.; Herzog, Howard J.; Jackson, George; Kemper, Jasmin; Krevor, Samuel; Maitland, Geoffrey C.; Matuszewski, Michael; Metcalfe, Ian S.; Petit, Camille; Puxty, Graeme; Reimer, Jeffrey; Reiner, David M.; Rubin, Edward S.; Scott, Stuart A.; Shah, Nilay; Smit, Berend; Trusler, J. P. Martin; Webley, Paul; Wilcox, Jennifer; Mac Dowell, Niall (2018). "Carbon capture and storage (CCS): the way forward". Energy & Environmental Science. 11 (5): 1062—1176. doi:10.1039/C7EE02342A.

[3] D'Alessandro, Deanna M.; Smit, Berend; Long, Jeffrey R. (16 August 2010). "Carbon Dioxide Capture: Prospects for New Materials" (PDF). Angewandte Chemie International Edition. 49 (35): 6058—6082. doi:10.1002/anie.201000431. PMID 20652916. Архивировано (PDF) 16 августа 2017. Дата обращения: 18 апреля 2021.

[4] Kahn, Brian (2016-09-28). "The world passes 400ppm carbon dioxide threshold. Permanently". The Guardian (англ.). Архивировано 23 октября 2016. Дата обращения: 29 сентября 2016.

[5] Carbon Capture and Storage from Industrial Sources Архивная копия от 18 мая 2015 на Wayback Machine // Energy.gov

[6] Алёна Миклашевская. В Исландии начал работать крупнейший в мире комплекс по утилизации выведенного из атмосферы углекислого газа (рус.). «Коммерсантъ» (9 сентября 2021). Дата обращения: 19 марта 2023. Архивировано 25 июня 2022 года.

[7] Алёна Миклашевская. Из атмосферы через соду в море (рус.). «Коммерсантъ» (19 марта 2023). Дата обращения: 19 марта 2023. Архивировано 30 марта 2023 года.

[8] Немецкие эксперты сомневаются в эффективности технологии CCS | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW | 15.05.2009 (неопр.). Дата обращения: 18 апреля 2021. Архивировано 18 апреля 2021 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]