Улавливание углекислого газа и превращение его в коммерческие продукты, такие как топливо или строительные материалы, может стать новой глобальной промышленностью, согласно исследованию, проведенному исследователями из Калифорнийского университета, Оксфордского университета и пяти других институтов.
Если это произойдет, это явление поможет окружающей среде, сократив выбросы парниковых газов.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, является наиболее полным на сегодняшний день, исследующим потенциальные будущие масштабы и стоимость 10 различных способов использования углекислого газа, в том числе в топливе и химикатах, пластмассах, строительных материалах, управлении почвенными ресурсами и лесном хозяйстве. В исследовании рассматривались процессы с использованием диоксида углерода, улавливаемого из отходящих газов, которые образуются при сжигании ископаемого топлива или из атмосферы в результате промышленного процесса.
И на шаг опережая большинство предыдущих исследований по данной теме, авторы также рассмотрели процессы, использующие улавливаемый биологическим путем углекислый газ в процессе фотосинтеза.
- Исследования показали, что в среднем каждый способ использования может потреблять около 0,5 гигатонн углекислого газа в год, который в противном случае улетучился бы в атмосферу. (Тонна, или метрическая тонна, эквивалентна 1000 килограммам, а гигатонна - 1 миллиарду тонн, или около 1,1 миллиарда тонн США).
В верхней части сценария может быть использовано более 10 гигатонн углекислого газа в год при теоретической стоимости менее 100 долларов США за тонну углекислого газа. Однако исследователи отметили, что потенциальные масштабы и стоимость использования двуокиси углерода в разных секторах существенно различаются.
"Представленный нами анализ ясно показывает, что использование углекислого газа может быть частью решения по борьбе с изменением климата, но только в том случае, если те, у кого есть полномочия принимать решения на всех уровнях государственного управления и финансов, обязуются изменить политику и обеспечить рыночные стимулы в различных секторах", - сказала Эмили Картер, выдающийся профессор химической и биомолекулярной инженерии Инженерной школы Самуэли Калифорнийского университета и соавтор статьи. "Срочность огромна, и у нас осталось мало времени, чтобы осуществить изменения".
По мнению Межправительственной группы экспертов по изменению климата, сохранение глобального потепления на уровне 1,5 градуса Цельсия в течение оставшейся части XXI века потребует удаления из атмосферы углекислого газа порядка 100-1000 гигатонн. В настоящее время выбросы углекислого газа из атмосферы ежегодно увеличиваются более чем на 1%, достигнув рекордного уровня в 37 гигатонн углекислого газа в 2018 году.
"Удаление парникового газа необходимо для достижения чистого нулевого уровня выбросов углекислого газа и стабилизации климата", - говорит Кэмерон Хепберн (Cameron Hepburn), один из ведущих авторов исследования, директор Оксфордской школы предпринимательства и окружающей среды имени Смита (Oxford's Smith School of Enterprise and Environment). "Мы недостаточно быстро сократили выбросы, поэтому теперь нам также необходимо начать выводить углекислый газ из атмосферы". Правительства и корпорации движутся в этом направлении, но не достаточно быстро.
"Обещание утилизации углекислого газа заключается в том, что оно может послужить стимулом для удаления углекислого газа и может сократить выбросы, вытеснив ископаемые виды топлива".
Важнейшее значение для успеха этих новых технологий в качестве стратегий смягчения последствий будет иметь тщательный анализ их общего воздействия на климат. Некоторые из них, скорее всего, будут быстро приняты просто благодаря их привлекательным бизнес-моделям. Например, в некоторых видах производства пластмасс, использование углекислого газа в качестве сырья является более выгодным и экологически чистым производственным процессом, чем использование традиционных углеводородов, и он может вытеснить до трех раз больше углекислого газа, чем он использует.
Биологическое использование может также представлять возможности для получения сопутствующих выгод. В других областях использование может обеспечить альтернативу "лучшему выбору" в процессе глобальной декарбонизации. Одним из примеров может служить использование топлива, получаемого из двуокиси углерода, которое может сыграть определенную роль в секторах, в которых труднее поддается обезуглероживанию, например в авиации.
Авторы подчеркнули, что никакого подхода, основанного на "волшебной пуле", не существует.
Я бы начал с стимулирования наиболее очевидных решений - большинство из которых уже существует - которые могут действовать в гигатонных масштабах в сельском хозяйстве, лесном хозяйстве и строительстве", - сказал Картер, который также является исполнительным вице-канцлером и проректором Калифорнийского университета, и профессор Герхард Р. Андлингер по специальности "Энергетика и окружающая среда" в Принстонском университете. "В то же время, я бы агрессивно инвестировал в научные исследования и разработки в научных, промышленных и государственных лабораториях - гораздо больше, чем это делается в США, особенно по сравнению с Китаем - в высокотехнологичные решения по улавливанию и преобразованию углекислого газа в полезные продукты, которые могут быть разработаны наряду с решениями, уже существующими в сельском, лесном и строительном секторах".