ГеоТЭС Хедлисхейди уменьшит СО2 в атмосфере

Человечеству никак не удаётся снизить выбросы парниковых газов и остановить спираль разогрева планеты из-за парникового эффекта. Политики договариваются хотя бы удержать количество CO₂ на нынешнем уровне, чтобы спасти планету от самых разрушительных последствий глобального потепления. Но у них не слишком получается: последние 200 лет углекислый газ продолжает накапливаться в атмосфере со скоростью примерно 4 гигатонны в год. Накопление не останавливается. Более того, оно грозит принять необратимый характер, когда выделения газа из почвы начнут расти с ростом температуры, ещё больше раскручивая спираль. Сейчас растения и растения Земли не в силах переработать, а мировой океан — растворить то количество CO₂, которое выбрасывают земные ТЭС и транспорт на ДВС.

Некоторые учёные считают, что нужно не только полагаться на природу, но и вносить активный вклад в очистку воздуха, иначе природа не справится: сейчас растения и деревья перерабатывают в разные годы от 20 до 80% выбросов CO₂. Так вот, учёные предлагают активнее вводить в строй модули прямого улавливания диоксида углерода из воздуха. Они связывают атмосферный CO₂ и откладывают его в базальтовую породу, то есть загоняют под землю, откуда он и появился.

В мае 2017 года компания Climeworks — производитель модулей прямого улавливания диоксида углерода из воздуха (DAC, Direct Air Capture) — объявила о коммерческом запуске первого в мире завода по добыче CO₂ из атмосферы. Это коммерческое предприятие в Швейцарии добывает CO₂ с себестоимостью не более $600 за тонну и продаёт удобрения на близлежащие фермы, а также компоненты для изготовления топлива. Ежегодно завод будет извлекать из атмосферы 900 тонн диоксида углерода, а себестоимость планируют снизить до $100 за тонну. Такая же цель у конкурентов из компании Carbon Engineering, а вот другой конкурент Global Thermostat нацеливается на себестоимость $50 за тонну. Все эти стартапы производят установки DAC для коммерческой добычи CO₂ из атмосферы.

Таким образом, добыча по 10 гигатонн CO₂, чтобы очистить атмосферу, обойдётся в $500 млрд ежегодно.

Сейчас Climeworks реализовала ещё один необычный проект. На этот раз модули DAC установили на одно из крупнейших в мире ГеоТЭС Хедлисхейди в Исландии. Эта ГеоТЭС производит около 300 мегаватт электричества и 130 мегаватт тепла для Рейкьявика, который находится в 25 км к северо-западу от станции.

ГеоТЭС Хедлисхейди стала первой в мире электростанцией, которая не выбрасывает углекислый газ в атмосферу, а поглощает его — и производит минерализацию карбонатов в базальтовой породе. Пока что станция добывает из атмосферы всего 50 тонн углекислого газа в год (это крохотное количество: такая доля выбросов приходится только на одну американскую семью). Но это лишь начало пилотного проекта.

В данном случае система работает следующим образом. Воздух проходит через фильтр, пропитанный аминами — органическими соединениями, производными аммиака. Они связывают углекислый газ из атмосферы. Потом CO₂ извлекают из фильтра нагревом от геотермального источника тепла и растворяют в воде (27 кг воды на каждый килограмм газа). Газированную воду закачивают под землю на глубину более 700 метров. Там она реагирует с базальтовой породой, а CO₂ преобразуется в твёрдый минерал (см. научную статью 2016 года с описанием химической реакции). Так происходит минерализация углекислого газа.

Этот проект под названием CarbFix2 можно продублировать на других геотермальных станциях, которые построены на базальтовом фундаменте. По словам разработчиков системы, CarbFix2 дублирует процессы, которые происходят в живой природе, но многократно ускоряет их. Перед проектом CarbFix2 поставлена амбициозная задача к 2025 году добывать и превращать в твёрдую форму 1% всех мировых выбросов углекислого газа. Один процент — это очень много, если учитывать миллионы тонн ежегодных выбросов CO₂ от промышленности и транспорта.

Проект CarbFix2 реализует энергетическая компания Reykjavik Energy, получившая финансирование от Евросоюза в рамках исследовательской и инновационной программы Horizon 2020.

Только активными действиями, извлекая лишний CO₂ из атмосферы, можно попробовать остановить разогрев планеты. По мнению некоторых учёных, простого ограничения на выбросы недостаточно. Человечеству будут необходимы технологии по извлечению CO₂ из атмосферы уже в 2030-е годы, чтобы просто удержать температуру Земли в пределах 1,5 °C относительно доиндустриального уровня.

Для извлечения CO₂ из атмосферы предлагают использовать вышеупомянутые установки DAC на чистой электроэнергии, а дополнительно высадить лес на больших территориях суши с дальнейшей минерализацией под землёй добытого углерода.

Кроме того, некоторые специалисты высказывают опасение, что продвижение дорогих систем «с отрицательным значением выбросов CO₂» отвлекает от главного и необходимого шага — снижения выбросов углекислого газа прямо сейчас.