Поймать и захоронить Может ли улавливание углерода спасти человечество от климатического кризиса?

Мы живем в мире, где выбросы парниковых газов растут, несмотря на призывы ООН сокращать их и предостережения ученых о возможной климатической катастрофе. Уголь и нефть современным элитам понятнее: пусть они и вредны в перспективе, зато приносят много денег здесь и сейчас.

Около половины всех выбросов CO₂ — самого распространенного парникового газа — остается в атмосфере. Другую половину поглощают леса, болота, почвы и океан. Но «природные хранилища» по мере потепления ослабевают и теряют свою поглотительную способность. Так, например, у европейских лесов в 2020–2022 годах она снизилась на 27% по сравнению с периодом 2010–2014 годов.

Среди способов исправить ситуацию часто называют технологию улавливания углерода. Суть ее в том, чтобы собирать углерод «на выходе» из заводских труб или даже в самой атмосфере, а затем помещать в рукотворные хранилища. Но насколько это действенно для борьбы с глобальным потеплением? «Кедр» разобрался вместе с экологами, а также экспертами по климату и энергетике.

Поймать — и под землю

Улавливание углерода впервые начали применять еще в 1930-е годы на газовых месторождениях — это делалось, чтобы очистить от него необходимый промышленникам метан. Лишь к концу XX века эту технологию начали рассматривать как способ борьбы с изменением климата..

Методы улавливания весьма многообразны: от использования на предприятиях специальных мембран, задерживающих углекислый газ, до сорбентов или даже бактерий, выделяющих фермент, который превращает CO₂ в сырье для пищевой соды и мела.

Улавливание практикуют на крупных промышленных источниках выбросов: например, на сталелитейных и цементных заводах, нефтехимических комплексах, угольных и газовых электростанциях. После отделения от остальных выбросов углекислый газ сжимают до жидкого состояния — в таком виде его можно транспортировать к месту хранения по трубопроводам или в цистернах.

В основном хранилища CO₂ — это не железобетонные конструкции, а природные объекты: например, пористые горные породы или истощенные месторождения нефти и газа, накрытые непроницаемыми слоями глины или соли. Углерод в них закачивают под высоким давлением. Такой метод хранения называют геологическим.

По словам опрошенного «Кедром» эксперта по климату, в некоторых местах углекислый газ сможет храниться тысячи лет. Но абсолютно безопасных резервуаров в мире мало.

Пример такого безопасного хранилища — инфраструктура геотермальной электростанции Хедлисхейди в Исландии, которая обеспечивает горячей водой и электричеством Рейкьявик, столицу страны. В 2021 году на станции появилась первая в мире промышленная установка по улавливанию и минерализации CO₂. Выбросы углекислого газа здесь смешивают с водой и закачивают в расположенные поблизости базальтовые породы. При контакте с базальтом они всего за два года превращаются в карбонатные минералы — проще говоря, в камень.

По словам специалиста по энергетике, у таких хранилищ, как исландское, надежность со временем даже повышается. Но проблема в том, что их слишком мало и, если использовать только их, рост температур из-за изменения климата можно сократить всего на 0,7 °C.

Большинство же хранилищ — например отработанные месторождения нефти — подвержены разрушениям из-за сейсмоактивности или дефектов скважин.

— Геология меняется, и мест, где такое хранение возможно, остается очень мало, — подтверждает эксперт по климату. — При этом источники выбросов, которые можно было бы захоронить, у нас на каждом шагу. Это любая угольная станция, любой нефтеперерабатывающий завод. Но в местах, где они расположены, в подавляющем большинстве случаев условий для хранения нет. Да и себестоимость технологии такова, что увеличивает финансовые вложения промышленников примерно на 20%. Поэтому даже если бы возможность хранить углерод рядом с предприятиями была, пошел бы бизнес на такие жертвы ради экологии — большой вопрос.

Экономика проектов по хранению углерода, как отмечают эксперты, уже сейчас завязана на субсидиях. Из-за этого их долгосрочное будущее остается туманным: непонятно, кто и как будет платить за них через сто, двести или тысячу лет.

Крабы растворятся

Эйгарден — небольшая коммуна в Норвегии. В 2024 году здесь запустили первое в мире хранилище CO₂ под морским дном. Оно называется «Северное сияние» и является самой дорогостоящей мерой по сокращению выбросов парниковых газов в истории норвежской промышленности.

Углекислый газ закачивают в геологический пласт на глубине 2600 метров — под дно Северного моря. Пока проект рассчитан на закачивание 1,5 млн тонн CO₂ в год. Со временем мощности обещают нарастить до 5 млн тонн — что составит около десятой части всех годовых выбросов Норвегии. Страна называет применение технологий улавливания и хранения углерода полноценной частью стратегии по сокращению выбросов.

Однако эксперты ставят под сомнение эффективность проекта и подозревают его в гринвошинге. Дело в том, что улавливание углерода позволяет отраслям промышленности продолжать выбрасывать большие объемы CO₂.

Например, первая партия углекислого газа приехала в «Северное сияние» с цементного завода, который выбрасывает около 800 000 тонн углекислого газа в год. Отправлять в Эйгарден предприятие планирует лишь половину — чтобы не тратить деньги на установку более мощного оборудования для улавливания и не удваивать счета за электричество. Это, по словам экспертов, соответствует общему тренду: такой подход недостаточен, чтобы смягчить влияние на климат.

К тому же, подсчитали экологи, на каждые 100 тонн CO₂, закачиваемые под морское дно, в атмосферу выбрасывается 3 тонны парниковых газов — главным образом за счет сжигания топлива для перевозки сжиженного углекислого газа.

Подводное хранение углерода бывает двух типов, объясняет опрошенный «Кедром» специалист по энергетике. Первый вариант — наиболее реалистичный и применяемый в Эйгардене — это закачка под морское дно. Такие проекты куда дороже подземных и куда сложнее в мониторинге. Второй вариант — размещение углекислого газа в искусственных хранилищах в океанической воде или на дне. Сегодня считается экологически и юридически проблемным из-за рисков вреда морским экосистемам.

— Да, в случае гипотетического разрушения хранилища повысится кислотность океана, произойдет подкисление. Но стоит сказать, что это и так повсеместный процесс, — отмечает эколог, с которым говорил «Кедр». — Случится ли что-то грандиозное, если, к примеру, 1 млн тонн углекислого газа с глубины 2-3 км вырвется наружу? Вряд ли. Но на локальном уровне это будет проблемой…

Внезапное чрезмерное подкисление воды может повредить ткани подводных растений, вызвать ожоги и нарушение обмена веществ. Из-за повышенной кислотности устрицы, мидии, крабы, омары, морские ежи и кораллы лишатся способности формировать свои раковины и скелеты. Так происходит, потому что кислота снижает доступность карбонатных ионов — и живые морские организмы буквально растворятся.

Волшебной палочки нет

В Международном энергетическом агентстве (МАГАТЭ) настаивают, что для тяжелой промышленности улавливание и хранение углекислого газа — одно из немногих решений, которые позволят сокращать выбросы. Дело в том, что около четверти промышленных выбросов в этой отрасли вызвано химическими реакциями, поэтому переход на альтернативные виды топлива ничего не изменит. Например, это единственный выход для цементной промышленности, которая выделяет большую часть CO₂ при производстве клинкера.

Еще один аргумент сторонников улавливания и хранения — «исторический углерод». Ведь даже если человечество модернизирует энергетические системы и сократит выбросы к 2030 или 2040 году, старый углекислый газ все равно останется в атмосфере. Изъять его оттуда можно, только развивая технологии улавливания.

«Для достижения нулевого уровня выбросов углерода к 2050 году нужно изменить то, как мы используем, транспортируем и производим энергию, и для этого миру нужен целый ряд решений. Это включает возобновляемые источники энергии, энергоэффективность и более широкое внедрение водородных технологий,  улавливание углерода играет важную роль в этом процессе», — заключает Саманта Маккалоу, руководитель подразделения по улавливанию и хранению углерода в МАГАТЭ.

— Желание запереть CO₂ на тысячи лет где-то под землей или морским дном в целом справедливо. Парниковый эффект занимает сотни или тысячи лет. Но в перспективе улавливание и хранение углекислого газа следует рассматривать как вспомогательный инструмент для отраслей, где трудно сокращать выбросы парниковых газов, и для достижения «отрицательных» выбросов, — подтверждает эксперт по энергетике.

— Но его нельзя рассматривать как замену декарбонизации и «зеленому» энергопереходу.

Некоторые эксперты относятся к улавливанию и хранению еще более настороженно. Международная климатическая организация Global Witness считает, что средства было бы целесообразнее вкладывать во внедрение чистой энергии. Улавливать парниковый газ, сжимая его с помощью колоссального количества энергии, куда менее экологично, чем предотвращать выбросы с самого начала, отмечает информационное агентство DPA со ссылкой на экологов.

— Хранение углерода можно позиционировать как оправдание, чтобы продолжать использовать ископаемое топливо, — подтверждает эти опасения опрошенный «Кедром» эксперт по климату. — Если какие-то экономические механизмы сделают захоронение углерода выгодным, это может стать обоснованием для дальнейшего развития «ископаемой инфраструктуры». А она, в общем, и является главной причиной изменения климата. Поэтому в будущем ситуация не может улучшиться.

Эколог, с которым поговорил «Кедр», тоже считает, что улавливание и хранение углекислого газа может снизить стимулы к энергопереходу. По его мнению, углеродные хранилища обеспечат «лишь незначительные проценты сокращения парниковых миссий».

— Важно, чтобы от всех этих разработок не возникло психологическое ощущение, что мы нашли какую-то волшебную палочку, — заключает он. — Это вспомогательная, нишевая технология. А переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии — единственный способ спасти климат на планете.