'' Навіть якщо Googleі інші компанії перейдуть до масштабного використання відновлюваної енергії, це не призведе до значного скорочення викидів вуглекислого газу. Зміна клімату неможливо запобігти за допомогою існуючих технологій відновлюваної енергетики. Ми повинні знайти для цього принципово інший підхід. ''
Згідно Google, навіть при найкращому сценарії розвитку відновлюваної енергетики, зміна клімату буде тривати нинішніми темпами. Головною причиною цього є зростаюче використання викопного палива, а також існуючий гранично-допустимий обсяг вуглекислого газу в атмосфері, який буде підвищувати температуру на планеті, навіть якщо все електростанції перестануть працювати.
Ми вирішили поєднати наш найбільш сприятливий сценарій розвитку енергетичних технологій з кліматичної моделлю Хансена для того, щоб зрозуміти чи зможе скорочення викидів вуглекислого газу на 55% до 2050 року привести до зниження його концентрації в атмосфері до порогового рівня в 350 ppm. Наші розрахунки показали, що навіть якщо всі існуючі технології відновлюваної енергетики будуть розвиватися і впроваджуватися в глобальному масштабі за найоптимістичнішим сценарієм, то рівень СО2 в атмосфері все одно продовжить стрімко зростати, головним чином через зростаючого використання викопного палива. Таким чином, наш найкращий сценарій, заснований на найоптимістичніших прогнозах розвитку відновлюваної енергетики, передбачає серйозні зміни клімату, які можуть привести до таких катастрофічних наслідків, як зміщення кліматичних зон, окислення океану і нестача прісної води. На наш погляд, зміна даної ситуації зажадає створення кардинально нових '' зелених '' джерел енергії, а також технологій вилучення СО2 з атмосфери і секвестрації вуглецю. ''
З висновків дослідників Google можна виділити дві основні ідеї:
- Існуючі технології відновлюваної енергетики не зможуть впоратися з глобальними кліматичними змінами;
- Навіть якщо світ перейде до масштабного використання поновлюваних джерел енергії, то цього буде недостатньо для того, щоб вирішити проблему глобального потепління.
Незважаючи на критичні висновки Google, варто відзначити, що технології відновлюваної енергетики стрімко розвиваються. Сьогодні у всьому світі докладаються великі зусилля для створення нових, більш ефективних екологічно чистих джерел енергії та оптимізації енергоспоживання. На відміну від Google, такі міжнародні корпорації, як GE і Siemens, а також велика кількість дрібніших виробників енергетичного обладнання, продовжують активно інвестувати в дослідницькі проекти, пов'язані з поновлюваними джерелами енергії.
У той же час, на відміну від загальної уваги до розвитку відновлюваної енергетики, технології вилучення вуглекислого газу з атмосфери ще малознайомі широкому загалу. При цьому, видалення СО2 з атмосфери не менш важливо, ніж розвиток технологій відновлюваної енергетики. Згідно з висновками дослідників Google, видалення критичній частині історичних викидів вуглекислого газу є одним з ключових моментів в запобіганні зміни клімату. В даному контексті я б хотів представити короткий огляд п'яти стартапів, які працюють над створенням інноваційних технологій прямого видалення вуглекислого газу з повітря.
CarbonEngineering
- Вуглекислий газ вловлюється за допомогою створеного компанією пристрою, названого повітряним контактором (aircontactor). Даний модуль містить хімічний розчин, який абсорбує молекули СО2.
- Розчин, що містить вуглекислий газ проходить цикл регенерації, в результаті якого виділяється чистий СО2 і вихідний хімічний розчин, який використовується в процесі уловлювання. Для здійснення даного циклу використовується природний газ, або енергія поновлюваних джерел.
Видалений з атмосфери вуглекислий газ згодом змішується з СО2, що виділився при згорянні природного газу. Дана суміш очищується, компріміруется і відправляється під високим тиском для подальшого промислового використання.
Climeworks
Climeworks є спін-офф компанією Вищої технічної школи Цюріха. Climeworks комерціалізує інноваційну технологію витягання вуглекислого газу з повітря, в основі якої лежить циклічний процес адсорбції / десорбції на високоефективному сорбенте (модифікованому діаміни силікагелі). Під час адсорбції, молекули міститься в атмосферному повітрі СО2 притягуються до поверхні сорбенту. На стадії десорбції, насичений сорбент нагрівають до 95 ° C, що призводить до вилучення газоподібного СО2 високої чистоти. При цьому 90% енергії, споживаної цим процесом може бути забезпечено за рахунок низькотемпературного тепла.
Американська компанія COAWAY розробила технологію, що дозволяє захоплювати великі обсяги СО2 з повітря, а також з таких точкових джерел, як теплові електростанції. Компанія розробила інноваційний спосіб видалення СО2, використовуючи для цього потік атмосферного повітря існуючих охолоджувальних веж (градирень) ТЕЦ.На вході подачі повітря охолоджувальних веж встановлюються розроблені COAWAY пристрої, здатні обробляти велику кількість повітря за короткий час. У даних пристроях відбувається хімічна реакція абсорбції СО2, деталі якої компанія не розкриває. Далі, суспензія, що містить витягнутий вуглекислий газ міститься в нагрівальну камеру, де термічно розділяється на чистий СО2 і абсорбент, який використовується в пристрої уловлювання. За даними COAWAY використання існуючих градирень дозволить істотно знизити витрати вилучення СО2.
KilimanjaroEnergy
Інша американська компанія Kilimanjaro Energy працює над створенням унікальної технології видалення СО2 з атмосфери. Компанія була заснована Клаусом Лакнер - професором Колумбійського університету і одним з піонерів в області прямого видалення вуглекислого газу з атмосфери. Професор Лакнер розробив технологію '' штучного дерева '', листя якого вбирають вуглекислий газ в тисячу разів ефективніше, ніж листя справжніх дерев. '' Штучні листя '' представляють собою смужки пластика, покриті смолою, що містить карбонат натрію, який абсорбує вуглекислий газ з повітря і зберігає його у вигляді бікарбонату натрію (харчової соди) на поверхні листа. Для того, щоб видалити абсорбований СО2, листя промиваються водою у вакуумній камері. Виділений СО2 компріміруется і передається для промислового використання, або секвестрации. Професор Лакнер вважає, що десять мільйонів '' штучних дерев '' cмогут за рік видалити близько 3,6 млрд. Тонн СО2, що буде відповідати зниження концентрації вуглекислого газу в атмосфері на 0,5 ppm.
GlobalThermostat
Технології прямого видалення вуглекислого газу з повітря можуть сприяти стабілізації концентрації парникових газів в атмосфері. Проте, дані технології зможуть знайти широке застосування, тільки будучи економічно вигідними. На сьогоднішній день існують різні думки про вартість видалення вуглекислого газу в промисловому масштабі. При цьому, оцінки варіюються від $ 20 до $ 1000 за тонну віддаленого СО2. На думку Клауса Лакнер, засновника Kilimanjaro Energy, технологія '' штучних дерев '' зможе видаляти СО2 з повітря за $ 200. У той же час, вчений вважає, що дана ціна може знизитися до $ 30 в разі масштабне впровадження технології. Грасьела Чічілінскі, генеральний директор Global Thermostat, вважає, що її компанія в майбутньому зможе виробляти чистий СО2 за $ 20 за тонну. Однак, на думку інших експертів, дані оцінки здаються занадто оптимістичними. Наприклад, згідно з оцінками Американського фізичного товариства, реальна вартість видалення однієї тонни СО2 з атмосфери складе $ 600.
В умовах вільного ринку, видалення вуглекислого газу з повітря стає економічно доцільним починаючи від $ 100 за вироблену даними способом тонну СО2. $ 100 - це ціна, яку згодні платити нафтові компанії за тонну скрапленого СО2, використовуваного для заповнення виснажених пластів з метою підвищення нафтовіддачі. При зниженні вартості виробництва, витягнутий з повітря СО2 може забезпечити не тільки нафтову галузь, але і різні інші сектори. Наприклад, СО2 використовується при виробництві пластмас і біопалива, а також для вирощування овочів і фруктів в тепличних господарствах. Одним із способів скорочення витрат, може стати розміщення установок видалення вуглекислого газу в регіонах з дешевою робочою силою, низькими витратами на будівництво і, в ідеалі, з високим попитом на СО2. Так як вуглекислий газ розпорошений по всій планеті, він може бути видалений в будь-якому її місці. Наприклад, вуглекислий газ, викинутий в атмосферу на вугільній електростанції в США може бути видалений за допомогою установок, що знаходяться в Індії або Бразилії. Іншим фактором, який може сприяти великомасштабного впровадження технологій видалення вуглекислого газу з атмосфери, є законодавство. Так як технології видалення вуглекислого газу можуть внести важливий вклад у запобігання зміни клімату, уряду можуть субсидувати частину витрат на їх реалізацію. З точки зору міжнародного кліматичного регулювання, вартість негативних викидів може стати основою для раціонального розрахунку квот на викиди СО2 в світовому масштабі. У зв'язку з цим можуть бути встановлені міжнародні вимоги, які зобов'язують компанії впроваджувати технології видалення вуглекислого газу з атмосфери, або здійснювати виплати, еквівалентні вартості видалення.