Очистка воздуха: как мы улавливаем и храним CO2?

Калифорнийский технологический институт (Калифорнийский технологический институт), 24 апреля 2023 г.

Выбросы углекислого газа (CO2), на долю которых приходится 81% всех парниковых газов, представляют собой серьезную проблему для климата Земли. Поскольку естественные методы не могут полностью противодействовать растущим уровням антропогенных выбросов, ученые и политики изучают методы улавливания, использования и хранения углерода (CCUS) для сокращения атмосферного CO2. Эти методы включают повышение щелочности океана, прямой захват воздуха, компенсацию выбросов углерода, выращивание углерода, лесовосстановление и облесение. Также исследуются новые стратегии, такие как ускоренное выветривание известняка, геологическая секвестрация и солнечное топливо. Глобальное стремление к сокращению выбросов углекислого газа частично обусловлено Парижским соглашением по климату, целью которого является ограничение повышения средней глобальной температуры поверхности Земли не более чем на 2 градуса Цельсия к 2050 году. Фото: Калифорнийский технологический институт

Scientists and policymakers are pursuing carbon capture techniques like CCUS, direct air capture, and reforestation to mitigate the harmful effects of CO2 emissions, driven by the Paris Climate Agreement's goal to limit global temperature increases to no more than 2 degrees CelsiusThe Celsius scale, also known as the centigrade scale, is a temperature scale named after the Swedish astronomer Anders Celsius. In the Celsius scale, 0 °C is the freezing point of water and 100 °C is the boiling point of water at 1 atm pressure." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Цельсия к 2050 году.

Углекислый газ (CO2) — это парниковый газ, который удерживает тепло и согревает планету. Из-за сжигания ископаемого топлива количество CO2 в земной атмосфере превысило уровень, который был по крайней мере за один миллион лет.

Другие газы способствуют изменению климата, но CO2 представляет собой самую большую проблему: на его долю приходится 81 процент всех выбросов парниковых газов, и он может задерживаться в атмосфере на тысячи лет. Метан, для сравнения, имеет срок службы десять лет.

Nature mitigates carbon and reduces some of the effects of climate change: Plants, trees, and algae in the ocean turn CO2 into oxygen through photosynthesisPhotosynthesis is how plants and some microorganisms use sunlight to synthesize carbohydrates from carbon dioxide and water." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> фотосинтез, а океан поглощает и хранит CO2 в океанских поглотителях. Однако природа не может противостоять растущим уровням выбросов, производимых деятельностью человека. Следовательно, Земля и люди на ней испытали на себе последствия изменения климата, такие как более частые и интенсивные погодные явления.

Вот почему, в дополнение к усилиям по сокращению выбросов за счет сокращения использования ископаемого топлива, ученые, инженеры и политики разрабатывают методы снижения выбросов CO2, который попадает и остается в атмосфере и океанах.

В настоящее время ежегодно на энергетических и промышленных объектах улавливается 40 миллионов тонн CO2. Однако, по оценкам Международной энергетической ассоциации, для достижения целей ООН в области устойчивого развития, связанных с энергетикой, их число необходимо увеличить более чем в 100 раз. Некоторые ученые считают, что внедрение этих методов может быть более осуществимым, чем декарбонизация определенных отраслей, таких как перевозки на дальние расстояния и авиационная отрасль.

Улавливание, утилизация и хранение углерода (CCUS) предполагает сбор CO2 из источников выбросов, таких как угольные электростанции, и преобразование его в другие продукты, его хранение или захоронение. Решения на основе океана, такие как повышение щелочности океана, увеличивают естественную способность океана удалять и хранить CO2. Прямой захват воздуха физически и химически вытягивает существующий CO2 из атмосферы и возвращает его в экосистему в менее вредных формах, таких как кислород или низкоуглеродное синтетическое топливо.

Политики пытаются сократить выбросы CO2, поощряя компенсацию выбросов углерода, что позволяет компаниям компенсировать выбросы CO2, платя другой организации за удаление углерода в другом месте.