Не все проекты окупаются с точки зрения климата – мы сопоставили плюсы и минусы каждого и выявили явных победителей и проигравших.

Улавливание углекислого газа из воздуха или промышленных предприятий и его переработка может показаться беспроигрышным решением для борьбы с изменением климата.Парниковый газ остается вне атмосферы, где он может согреть планету, и это позволяет избежать использования большего количества ископаемого топлива.

Но не все проекты по улавливанию углекислого газа предлагают одинаковые экономические и экологические выгоды.Фактически, некоторые из них могут даже усугубить изменение климата.

я возглавить Глобальную инициативу по CO₂ в Мичиганском университете, где мы с коллегами изучаем, как использовать уловленный углекислый газ (CO₂) для защиты климата.Чтобы помочь выяснить, какие проекты окупятся, и облегчить этот выбор, мы расписал плюсы и минусы наиболее распространенных источников и способов использования углерода.

Замена ископаемого топлива улавливаемым углеродом

Углерод играет решающую роль во многих сферах нашей жизни.От этого зависят такие материалы, как удобрения, авиационное топливо, текстиль, моющие средства и многое другое.Но годы исследований и изменения климата, которые уже переживает мир, сделали совершенно ясно что человечеству необходимо срочно прекратить использование ископаемого топлива и удалить из атмосферы и океанов избыток CO₂, образовавшийся в результате его использования.

Некоторые углеродные материалы можно заменить безуглеродными альтернативами, например, использованием возобновляемых источников энергии для производства электроэнергии.Однако для других применений, таких как авиационное топливо или пластмассы, заменить углерод будет труднее.Для этого разрабатываются технологии, позволяющие улавливать и перерабатывать углерод.

Улавливание избытка CO₂ – из океанов, атмосферы или промышленности – и использовать его для новых целей называется улавливание, утилизация и секвестрация углерода, или CCUS.Из всех вариантов утилизации уловленного CO₂ мы с коллегами предпочитаем использовать его для производства продуктов, но давайте рассмотрим их все.

CCUS лучшие и худшие случаи

При использовании каждого метода сочетание источника CO₂ и его конечного использования или размещения определяет его экологические и экологические последствия. экономические последствия.

В лучшем случае в результате этого процесса в окружающей среде останется меньше CO₂, чем раньше.Ярким примером этого является использование улавливаемого CO₂ для производства строительных материалов, таких как бетон.Он изолирует уловленный углерод и создает продукт, имеющий экономическую ценность.

Некоторые методы являются углеродно-нейтральными, то есть не добавляют в окружающую среду новый CO₂.Например, при использовании CO₂, улавливаемого из воздуха или океанов, и превращении его в топливо или продукты питания, углерод возвращается в атмосферу, но использование улавливаемого углерода позволяет избежать необходимости получения нового углерода из ископаемого топлива.

Однако другие комбинации вредны, поскольку увеличивают количество избыточного CO₂ в окружающей среде.Ярким примером является один из наиболее распространенных методов подземного хранения – увеличение нефтеотдачи.

Плюсы и минусы подземного хранения углерода

В течение многих лет проекты улавливали избыток CO₂ и хранение его под землей в природных сооружениях пористых пород, таких как глубокие соленые резервуары, базальтовые или истощенные нефтяные или газовые скважины.Это называется улавливанием и секвестрацией углерода (CCS).Если все сделано правильно, геологическое хранилище может надолго удалить большое количество CO₂ из атмосферы.

Когда CO₂ улавливается из воздуха, воды или биомассы, это приводит к углеродно-отрицательному процессу — после этого в воздухе оказывается меньше углерода.Однако если вместо этого CO₂ образуется в результате выбросов новых видов ископаемого топлива, например, от угольных или газовых электростанций, углеродная нейтральность невозможна. Ни одна технология улавливания углерода не работает со 100% эффективностью., и некоторое количество CO₂ всегда будет выходить в воздух.

Улавливание CO₂ также стоит дорого.Если нет товара на продажу, подземное хранилище. может стать дорогостоящей услугой в конечном итоге покрываются налогами или сборами, аналогично оплата за вывоз мусора.

Один из способов снизить затраты — продавать уловленный CO₂ за повышение нефтеотдачи – распространенная практика, заключающаяся в закачке уловленного CO₂ в нефтяные месторождения, чтобы вытолкнуть больше нефти из-под земли.Хотя ожидается, что большая часть CO₂ останется под землей, в результате образуется больше ископаемого топлива, которое в конечном итоге выбрасывает в атмосферу больше углекислого газа, сводя на нет экологические выгоды.

Использование улавливаемого углерода для производства продуктов питания и топлива

К недолговечным материалам, изготовленным из CO₂, относятся: авиационное топливо, еда, наркотики и рабочие жидкости используется при механической обработке металлов.Эти предметы не очень долговечны и вскоре разлагаются, снова выделяя CO₂.Но продажа продукции приносит экономическую выгоду, помогая окупить этот процесс.

Этот CO₂ можно снова улавливать из воздуха и использовать для производства продуктов будущего поколения, которые, по сути, создадут экологически устойчивую среду. циркулярная углеродная экономика.Однако это работает только в том случае, если CO₂ улавливается из воздуха или океанов.Если вместо этого CO₂ поступает из источников ископаемого топлива, это новый CO₂, который будет добавлен в окружающую среду при разложении продуктов.Поэтому даже если его снова поймают, это усугубит изменение климата.

Хранение углерода в таких материалах, как бетон

Некоторые минералы и отходы могут превращать CO₂ в известняк или другие горные породы.Созданные таким образом долговечные материалы могут быть очень прочными. срок жизни более 100 лет

Хороший пример конкретный.CO₂ может вступать в реакцию с частицами бетона, вызывая его минерализоваться в твердую форму.В результате получается полезный продукт, который можно продавать, а не хранить под землей.Другие продукты длительного пользования включают заполнители, используемые в дорожном строительстве, углеродное волокно, используемое в автомобильной, аэрокосмической и оборонной промышленности, а также некоторые полимеры.

Эти материалы обеспечивают наилучшее сочетание воздействия на окружающую среду и экономической выгоды, поскольку они производятся с использованием CO₂, улавливаемого из атмосферы, а не выбросов нового ископаемого топлива.

Выбирайте свои углеродные проекты с умом

CCUS может быть полезным решением, и правительства начали вливать миллиарды долларов в его развитие.Необходимо внимательно следить за этим, чтобы гарантировать, что технологии улавливания углерода не будут задерживать поэтапный отказ от ископаемого топлива.Это совместная работа по поиску наилучших комбинаций источников CO₂ и их утилизации для достижения быстрого масштабирования по доступным ценам для общества.

Поскольку изменение климата является настолько сложной проблемой, которая наносит вред людям во всем мире, а также будущим поколениям, я считаю, что крайне важно, чтобы действия были не только быстрыми, но также хорошо продуманными и основанными на фактических данных.

В написании этой статьи участвовали Фред Мейсон, Джерри Стоукс, Сьюзан Фэнси и Стивен МакКорд из Global CO₂ Initiative.