Горькая реальность уборки за собой
Похоже, мы совершили огромную ошибку.
Мы на протяжении более века закачивали углекислый газ в атмосферу в недопустимых количествах. Мы поняли довольно давно — на самом деле, ещё в конце 1800-х годов — что углекислый газ является парниковым газом. Мы знаем с 1957 года, что Земля нагревается, и что это приведёт к плохим последствиям. Команда лучших учёных, которую мы назначили для изучения этой проблемы, уже 35 лет говорит нам, что пора серьёзно заняться сокращением выбросов углерода. Однако за последние 35 лет мы выбросили в атмосферу больше углерода, чем за всю предыдущую историю человечества.
Если вы хотите читать больше интересных историй, подпишитесь на наш телеграм канал: https://t.me/deep_cosmos
Ой! Похоже, мы просто были заняты. К тому же нам очень нравилось летать в отпуск на Карибы, а от внедорожника мы чувствовали себя крутыми. Так что мы так и не нашли времени заняться изменением климата, и теперь час уже поздний.
На данном этапе просто сокращения выбросов углерода может быть недостаточно, чтобы мир избежал серьёзных последствий изменения климата. Возможно, нам придётся не только стремительно сократить выбросы, но и научиться извлекать углерод из атмосферы. Проблема в том, что убрать углерод из атмосферы сложнее, чем туда его поместить — это как пытаться отделить джин от вермута после того, как вы уже смешали мартини.
Таким образом, мы оказались в незавидном положении. Не сделав дешёвое и простое (снижение выбросов), мы теперь, возможно, вынуждены делать более сложное (удаление углерода из атмосферы). И при этом мы продолжаем выбрасывать в атмосферу 38 миллиардов тонн углерода в год.
Может оказаться, что нам придётся очень быстро удалить много углерода: чтобы достичь климатических целей, потребуется извлекать из атмосферы до 10 миллиардов тонн углерода в год к 2050 году. А может и 20 миллиардов, если мы не ограничим выбросы более решительно.
Итак, эм... как нам это сделать?
Просто будь с природой
Хорошая новость в том, что биология уже нашла способы удаления углекислого газа из атмосферы. Задолго до появления человека Мать-Природа уже циркулировала углерод между воздухом, водой, почвой и живыми существами. Растения извлекают углерод из воздуха с помощью фотосинтеза и хранят его в листьях и ветвях.
Звучит отлично! Значит, просто надо посадить деревья?
Не спешите. Да, посадка деревьев помогает удалять углерод из атмосферы. Если у вас есть возможность посадить дерево — сделайте это! Но массовая посадка деревьев вряд ли решит проблему климата. По словам профессоров MIT Чарльза Харви и Сесара Террера, чтобы компенсировать одни только выбросы США, нужно ежегодно засаживать лесом территорию размером с Нью-Мексико.
К тому же углеродный цикл — это цикл. Большая часть углерода, который дерево поглощает за свою жизнь, в итоге снова возвращается в атмосферу, когда дерево умирает и разлагается или сгорает.
Мы можем (и должны) сажать деревья, особенно те, которые активно поглощают углерод (дубы, сосны и грецкий орех — хорошие варианты). Мы также можем охранять леса и обеспечивать деревья питательными веществами, чтобы они могли поглощать как можно больше углерода. Но, скорее всего, деревья помогут нам лишь в незначительной степени, а не станут основным способом удаления углерода из атмосферы.
Есть и другие природосообразные способы улавливания углерода. Много углерода оказывается под нашими ногами — при разложении растительного материала и его переходе в состав почвы. Если фермеры будут использовать более экологичные методы — такие как многолетние культуры, посев покровных растений зимой и минимальная вспашка — они смогут запасать углерод в почве. Учёные считают, что при глобальном переходе на такие методы можно будет удалять дополнительно до миллиарда тонн углерода в год. Неплохо, но всё же это капля в 38-миллиардном море наших выбросов.
Мы можем помочь природе в этих процессах. Если обугливать растительный материал при высокой температуре (до 700 °C) в бескислородной среде, углерод закрепляется в твёрдой форме (биоуголь) и не попадает в атмосферу. Этот биоуголь можно вносить обратно в почву. Но этот процесс энергозатратен (а значит, сам вызывает выбросы), дорог и его сложно масштабировать.
Отправим в воду
Хорошо, мы сможем зафиксировать часть углерода в растениях и почве, но понятно, что этого недостаточно для изменения общего баланса в атмосфере. Земля покрыта сушей всего на 29%. А можем ли мы использовать океан?
Океан уже содержит огромное количество углерода — его там в 42 раза больше, чем в воздухе. Можем ли мы заставить его удерживать ещё больше?
Да, но исследования в этой области пока отстают от наземных подходов. Существующие решения делятся на биотические и абиотические.
Биотические способы — это морские аналоги посадки деревьев и хранения углерода в почве. Мы можем восстанавливать экосистемы водно-болотных угодий, выращивать морские водоросли и отправлять их гнить на дно океана, либо засеивать море питательными веществами, чтобы стимулировать рост планктона.
Как и на суше, эти меры, вероятно, помогут лишь немного. Выращивание морских водорослей может удалять до 80 миллионов тонн углерода в год, а восстановление болот даст ещё меньше. Учёный Деннис МакГилликадди говорит, что удобрение океанов железом для стимулирования цветения планктона потенциально может поглощать "гигатонны в год", но этот метод только начинает тестироваться.
Можно также удалять углерод напрямую из морской воды с помощью электрохимических методов или добавляя в неё щелочные минералы, что увеличивает ёмкость хранения углерода. Эти решения пока находятся на ранней, теоретической стадии. Если мы их реализуем, эффект будет сопоставим с хранением углерода в почве.
Технологии в бой
До этого момента мы рассмотрели природные решения, которые могут оказать положительное влияние, но ни одно из них не является волшебной палочкой. А что насчёт технологического подхода?
Есть несколько путей: захватывать углерод у источника, вытягивать его из атмосферы или измельчать породы.
Первый путь — самый простой. Можно предотвращать выход углерода из труб и закачивать его под землю. Это называется захват и хранение углерода (CCS). Процесс включает фильтрацию выбросов, сжатие и сжижение углекислого газа, а затем его транспортировку и закачку в подземные полости (обычно в бывшие месторождения нефти и газа). Отличное решение — извлекаем ископаемое топливо, получаем энергию, а затем возвращаем углерод обратно. Элегантно!
Если только сжиженный углерод не используется для вытеснения ещё большего количества нефти и газа из недр, что часто и происходит. Критики называют захват углерода «иллюзией» — ширмой, позволяющей нефтяным компаниям продолжать добычу. И, конечно, надо быть уверенными, что углерод не просочится из мест хранения. CCS развивается быстро, но пока все существующие и разрабатываемые проекты удаляют лишь 1% глобальных выбросов.
Нам нужно делать что-то ещё. Почему бы просто не высосать углерод из воздуха?
Это возможно, и уже делается в увеличивающихся масштабах. Сейчас в мире работает несколько установок прямого улавливания воздуха, которые удаляют примерно 10 000 тонн углерода в год — эквивалент выбросов примерно 600 американцев. Хорошее начало, но далеко недостаточно.
Однако строятся более крупные объекты, в том числе установка, которая будет удалять полмиллиона тонн в год — в 50 раз больше текущего суммарного объёма. Но чтобы достичь климатических целей, нужно многократно увеличить масштаб до 2025 года. Эрик Тун, инвестор в этой области, говорит: «Чтобы захватить 30% выбросов к 2050 году, нужно создать отрасль в 3–5 раз больше, чем вся современная нефтехимическая промышленность».
Ещё один вариант — «ускоренное выветривание горных пород». Некоторые типы пород, разлагаясь, поглощают углерод. Если измельчить базальт или оливин в гравий, это ускорит выветривание и увеличит площадь поверхности, что усилит поглощение углерода. Отлично! Но для добычи и измельчения горных пород требуется много энергии, что делает процесс дорогим и, возможно, неэффективным в плане чистого сокращения выбросов.
Увы, мы живём в капиталистическом обществе
Одна из проблем большинства вышеперечисленных стратегий в том, что для их реализации кто-то должен разбогатеть. В современном мире очень немногие вещи происходят ради общего блага. Дорогие и масштабные проекты (а почти все решения из этого списка такие) редко строятся частным сектором без прибыли.
Мы редко делаем убыточные вещи только ради экологии: например, есть много продуктов, которые можно переработать, но перерабатываются только те, с которых можно заработать.
Это касается практически любого климатического решения. Да, основатели компаний, производящих солнечные панели, электромобили или заменители мяса, могли начинать с благих намерений. Но эти бизнесы выживут только при наличии прибыли.
Производителю солнечной энергии, например, легко зарабатывать — он продаёт энергию, которую все хотят. А кто будет платить за удаление углерода?
Вариантов два: либо корпорации будут платить за компенсацию своих выбросов, либо правительства — от имени населения. Трудно представить, что большинство компаний станут платить за это из добрых побуждений — скорее всего, они начнут это делать, только если правительство введёт цену на углерод или установит рынок квот. В любом случае, нужны решительные действия со стороны государства.
Во многих случаях программы улавливания углерода очень дороги (прямое улавливание воздуха — самое дорогое, около $600 за тонну и выше). Вероятно, будет дороже извлечь углерод из атмосферы, чем изначально предотвратить его выброс.
Но, как и у любого прокрастинатора, у нас осталось мало хороших вариантов. Мы упустили шанс на умеренные меры. Теперь нужны радикальные действия, включая удаление углерода. Это не идеально, но у нас осталось немного выбора.