Новый способ удалить CO2 из атмосферы

Наша планета страдает от избытка углекислого газа. Если мы не начнём удалять углекислоту из атмосферы, то вскоре станет ещё жарче. Химик-технолог Дженнифер Уилкокс преставляет удивительную технологию по очистке воздуха от углекислого газа с помощью химических реакций, которые улавливают и переиспользуют CO2 почти так же, как деревья, но в огромном масштабе. В этом подробном выступлении рассматриваются как перспективы, так и возможные опасности использования нового метода.

Четыре сотни частиц на миллион —

примерное содержание CO2
в воздухе на сегодняшний день.

Что это вообще значит?

Что на каждые 400 молекул углекислого газа

приходится миллион молекул
кислорода и азота.

Сейчас в этом зале около 1800 человек.

Представьте, что только на одном из нас
надета зелёная рубашка,

и вас попросили его найти.

Вот с чем мы сталкиваемся,
когда вылавливаем CO2

прямо из воздуха.

Кажется, что проще некуда —

выкачать CO2 из воздуха.

На самом деле это очень трудно.

Но вот что просто,

так это начать избегать выбросов CO2.

Однако мы этого не делаем.

Теперь нам нужно подумать
о том, чтобы вернуться назад.

Откачать CO2 обратно из воздуха.

Сделать это довольно трудно,
но всё же возможно.

Я поделюсь с вами, на какой стадии
развития находится эта технология

и в каком направлении
может развиться в скором времени.

Земля естественным образом
удаляет CO2 из воздуха

с помощью морской воды, почвы,
растений и даже камней.

И хотя инженеры и учёные
делают бесценную работу,

чтобы усилить эти природные процессы,

этого просто-напросто будет недостаточно.

Хорошая новость в том,
что возможность есть.

Благодаря человеческой изобретательности,
у нас есть технология,

которая удаляет CO2 из воздуха,

используя метод химической обработки.

Мне нравится думать об этом
как об искусственном лесе.

Существует два основных подхода,
как вырастить или построить такой лес.

Первый — это растворить в воде
химикаты, улавливающие CO2.

Второй — использовать твёрдые материалы
с химикатами, улавливающими CO2.

Неважно, какой подход вы изберёте,
они одинаковы в своей основе.

Я покажу вам, как может выглядеть система,

которая это делает.

Это называется воздушный
контактный фильтр.

Видите, он должен быть
очень-очень длинным,

чтобы иметь достаточно большую поверхность

для обработки всего требуемого воздуха.

Ведь, как вы помните,

мы пытаемся отловить
только 400 молекул из миллиона.

При использовании способа
на основе жидкости

берётся наполнитель большой площади.

Этим наполнителем заполняется фильтр,

насосы пропускают жидкость
через наполнитель.

Можно использовать вентиляторы,
которые вы видите впереди,

чтобы прогонять воздух через жидкость.

Находящийся в воздухе CO2
остаётся в жидкости

за счёт реакции с молекулами
раствора, сильно связывающими CO2.

Чтобы поймать больше CO2,

мы должны увеличить объём фильтра.

Процесс можно оптимизировать,

ведь что чем толще будет фильтр,

тем больше энергии будет затрачено,
чтобы прогнать через него воздух.

Поэтому воздушные фильтры для захвата
воздуха имеют особенный дизайн.

Они имеют большую площадь поверхности,
но довольно тонкие.

И как только получилось отловить CO2,

должна быть возможность использовать
вещество, которое его улавливает,

снова и снова.

В силу огромных масштабов
процесса захвата CO2 из воздуха

он должен быть устойчивым и долгосрочным.

Вещество не может
использоваться лишь раз.

Повторное использование вещества
требует огромных затрат тепловой энергии.

Только подумайте: CO2 растворён в воздухе,

вещество связывает его очень прочно,

а значит, для утилизации вещества
требуется много тепла.

При восстановлении вещества
с помощью тепловой энергии

из растворённого в воздухе CO2
получается его концентрат —

углекислый газ высокой степени очистки.

Это крайне важно,

потому что чистый CO2 легче
превратить в жидкость,

проще перевозить, неважно
по трубам или грузовиками,

или ещё проще — использовать напрямую,

скажем, как топливо или химпрепарат.

Хочу рассказать подробнее об этой энергии.

Тепло, требуемое для повторного
использования этих веществ,

целиком определяет, сколько нужно энергии
и сколько в итоге это будет стоить.

Я спрошу:

«Как вы думаете, сколько энергии нужно,

чтобы удалить миллион тонн
CO2 из воздуха за год?»

Ответ: целая электростанция.

Для захвата CO2 из воздуха требуется
мощность целой электростанции.

В зависимости от избранного подхода

электростанция может вырабатывать
приблизительно от 300 до 500 МВт.

К выбору электростанции
надо подойти очень тщательно.

Если вы выберете уголь,

то в конце концов будете производить
больше CO2, чем улавливать.

Теперь поговорим о цене процесса.

Энергоёмкая версия этой технологии

может стоить 1 000 долларов за тонну

только при захвате CO2.

Давайте прикинем.

Если возьмём этот дорогостоящий CO2
и сделаем из него жидкое топливо,

то выйдет по 13 долларов за литр.

Это слишком дорого и нецелесообразно.

Как мы можем снизить затраты?

Вот это как раз то, чем я занимаюсь.

Существует компания,
коммерческая организация,

которая может сделать это
всего за 600 долларов за тонну.

Существует ещё несколько компаний,
которые разрабатывают технологии,

позволяющие сделать это ещё дешевле.

И я расскажу вам

о нескольких таких компаниях.

Одна из них — «Carbon Engineering».

Они расположены не в Канаде.

Они используют подход
к разделению на основе жидкости

вкупе со сжиганием легкодоступного
дешёвого природного газа

для необходимого нагрева.

Они поступают разумно,

одновременно схватывая CO2 из воздуха

и CO2, который выделяется
при сжигании природного газа.

Так они уменьшают

дополнительное загрязнение
и снижают расходы.

«Climeworks» из Швейцарии
и «Global Thermostat» из США

применяют другой метод.

Они используют твёрдые вещества.

«Climeworks» использует тепло земли,

или геотермальные источники,

или даже излишки пара
из производственных процессов,

чтобы снизить загрязнение и расходы.

«Global Thermostat»
использует иной подход.

Они сконцентрировались
на потребляемой тепловой энергии

и скорости, с которой она
проходит сквозь вещество,

чтобы иметь возможность вырабатывать CO2

на очень высокой скорости,

что позволит им уменьшить установку,

и, следовательно, снизить затраты.

Есть и другие достоинства.

Искусственный лес имеет значимое
преимущество над реальным: размер.

Следующая картинка —
это карта джунглей Амазонки.

Джунгли Амазонки способны захватывать
1,6 млрд тонн CO2 каждый год.

Это приблизительно равно 25%

ежегодных выбросов в США.

Пространство, которое необходимо
для искусственного леса

или предприятия по переработке воздуха,

чтобы очистить тот же объём,

в 500 раз меньше.

Вдобавок, синтетический лес

не обязательно строить на пахотных землях.

Значит, он не покусится на
земли фермеров или продовольствие

и нет повода вырубать ради него
настоящие деревья.

Я хочу немного вернуться назад

и вновь поднять вопрос
об отрицательных выбросах.

Для отрицательных выбросов
требуется, чтобы отделённый CO2

навсегда удаляли из атмосферы, навечно.

Значит — вернуть его под землю,

туда, откуда он появился.

Давайте будем честными, сегодня
за это никому платить не будут,

ну, или недостаточно.

На самом деле компании,
разрабатывающие технологии,

заинтересованы в том, чтобы брать CO2

и делать из него нечто полезное,
что можно продать.

Это может быть жидкое топливо, пластмасса

или даже синтетический гравий.

Не поймите меня неправильно,
рынок продуктов из углерода огромен.

Я не хочу, чтобы вы заблуждались.

Он не так велик, чтобы разрешить
наш климатический кризис.

О чём нам действительно стоит задуматься —

во что это обойдётся.

Я нахожу огромный плюс
в торговле продукцией из углерода,

потому что она позволяет строить
новые заводы по очистке воздуха.

И с каждым новым предприятием

мы будем узнавать всё больше.

А если мы больше узнаем,

то получим возможность снизить расходы.

Нам нужно быть готовыми вкладываться

как мировому сообществу.

У нас могут быть сколь угодно
разумные теории и технологии в мире,

но этого будет недостаточно,

чтобы эта технология имела
значительный эффект на климат.

Нам очень нужно регулирование,

нужно субсидирование,

нужно обложить налогами продукты сгорания.

Среди нас есть те, кто был бы
не против платить больше.

Однако же потребуется,

как для нейтрализации углерода,
так и для его удаления,

чтобы затраты были по плечу большинству,

дабы повлиять на климат.

В дополнение к тем предложениям

нам также нужны вложения
в исследования и разработки.

Как это может быть реализовано?

В 1966 году США вложили полпроцента ВВП

в миссию «Аполлон».

Мы благополучно доставили людей на Луну

и вернули на Землю.

Полпроцента ВВП сегодня —
это почти 100 млрд долларов.

Зная, что очистка воздуха —

одно из направлений борьбы
против изменения климата, —

представьте, что мы могли бы
вложить 20%, то есть 20 млрд долларов.

Помимо этого давайте представим,
что мы можем снизить цену

до 100 долларов за тонну.

Это будет трудно, но это делает
мою работу интересной.

Давайте представим:

20 млрд долларов, 100 долларов за тонну.

Потребуется построить
200 искусственных лесов,

чтобы каждый захватывал
миллион тонн CO2 в год.

Это составляет в целом около 5%
от ежегодных выбросов США.

Кажется, что это немного.

На самом же деле это значительно.

Возьмём к примеру выбросы,
связанные с грузоперевозками

и коммерческой авиацией.

Их суммарная доля — около 5%.

Нам трудно избежать этих выбросов,

так как мы зависим от жидкого топлива.

Таким образом, эти вложения
несомненно будут значительными.

Сколько земли нам понадобится,
чтобы построить эти 200 предприятий?

Оказывается, они могут занять
половину Ванкувера,

если будут работать на природном газе.

Но вы же помните недостаток использования
природного газа — выброс CO2.

Так, если вы используете
природный газ для очистки воздуха,

получится, что вы очистите
только треть от намеченного.

Если, конечно, у вас не двойная очистка

как у «Carbon Engineering».

Если мы используем альтернативные методы,

ветряную и солнечную энергию,

понадобится территория в 15 раз больше —

взгляните на штат Нью-Джерси.

Часть моей работы и исследований
заключается в том,

чтобы находить оптимальное
размещение производств

и оценивать, какие местные
ресурсы доступны:

будь то земля, вода, дешёвая
и чистая электроэнергия.

Так, к примеру, можно использовать
чистую электроэнергию,

чтобы вырабатывать из воды водород,

который прекрасно заменит природный газ,
чтобы без выброса углекислого газа

производить требуемую тепловую энергию.

Но я хочу вернуться назад и поразмышлять
об отрицательных выбросах.

Отрицательные выбросы не должны
представляться нам серебряной пулей,

но могут помочь нам,
если мы продолжим откладывать

уменьшение выбросов CO2 по всему миру.

Но в то же время мы должны быть осторожны.

Этот подход так заманчив,
что даже может быть опасен,

ведь некоторые могут вцепиться в него,
будто только это и решит проблемы климата.

Это может подтолкнуть людей
продолжать сжигать природное топливо

24 часа 365 дней в году.

Я настаиваю, что мы не должны
считать отрицательные выбросы

заменой прекращению загрязнения,

но дополнением к уже существующему
комплексу мероприятий, включающему всё:

от возрастающей энергоэффективности

до низкоэнергетической углекислоты

и развитого сельского хозяйства.

Всё это в комплексе позволит нам однажды
прийти к нулевым выбросам.

Расскажу немного о себе.

Мой муж — врач скорой помощи.

Я восхищаюсь, как он и его коллеги

каждый день спасают жизни.

Всё же, когда я рассказываю им
о моей работе по отлову углекислого газа,

они настолько же поражены,

так как противостояние изменениям климата
с помощью очистки воздуха от CO2 —

это просто не ради спасения медведей

или ледников.

Это спасёт жизнь людям.

Синтетический лес, может,
и не такой красивый как настоящий,

но он позволит нам
сберечь не только Амазонку,

а всех, кого мы любим и кем дорожим,

наравне с будущими поколениями

и современной цивилизацией.

Спасибо.

(Аплодисменты)