Нехватка CO₂: почему нельзя просто забирать углекислый газ из атмосферы?

Многие люди осознают, что растущая концентрация углекислого газа (CO₂) в атмосфере ускоряет изменение климата и глобальное потепление. Тем не менее, производители продуктов питания серьёзно предупреждают об исчерпании источников этого газа, используемого во множестве продуктов — от пива до пончиков.

Возникает очевидный вопрос: почему нельзя просто взять избыточный CO₂ из атмосферы и использовать его?

Действительно, существует возможность взять CO₂ из атмосферы посредством процесса прямого захвата. В мире существуют компании, в Швейцарии и в Канаде, которые занимаются этим.

Теоретически, это могло бы превратить проблему в ценный ресурс, особенно в развивающихся странах, бедных на другие природные ресурсы.

Проблемой же является стоимость. Хотя количество CO₂ в атмосфере и наносит вред климату, но концентрация молекул CO₂ в атмосфере так мала, что их отбор очень затратен. Но есть и другие подходы, способные снизить выбросы CO₂ и обеспечить его источник для промышленности.

Всё упирается в концентрацию и энергию. Содержание CO₂ в воздухе (состоящем в основном из азота и кислорода) — примерно 0.04%. Если представить образец воздуха как мешок с 5000 шариков, только два из них будут молекулами CO₂. Достать их из мешка будет непросто.

Можно захватить CO₂, используя сорбирующее вещество, которое физически связывает углекислый газ на молекулярном уровне. Чтобы захватить значимое количество CO₂ из воздуха, придётся пропустить через сорбент огромное его количество, что потребует затратить много энергии.

Выбросы электростанций являются более концентрированным источником CO₂. Конкурс «Carbon XPRIZE» на лучшие технологии захвата и утилизации CO₂ определил 10 финалистов, с предложениями отбора CO₂ из выбросов электростанций, а не из атмосферы.

Хотя содержание CO₂ в выбросах электростанций составляет около 10 процентов, что значительно больше, чем в воздухе, всё же при имеющихся технологиях очистка газа будет очень затратной. Удаление водяного пара из выбросов также потребует затрат энергии.

Лучшие источники

Поскольку становиться всё более важным снизить содержание CO₂ в атмосфере, или в случае если получать CO₂ надо в отдалённой местности, при наличии значительных источников возобновляемой энергии, целесообразным может стать прямой захват из воздуха. Но сейчас имеются более насыщенные источники CO₂, которые дешевле для использования.

Например, перегонные заводы и пивоварни выделяют газ как отходы производства, с высокой чистотой (более 99,5 процентов), если удалить всю воду. Цементные заводы, металлургические заводы и другие обрабатывающие производства также выделяют CO₂ при значительных концентрациях. Строительство небольших установок для захвата CO₂ на отдельных предприятиях является недорогим способом получить новый источник газа. Это также может оказаться хорошей инвестицией на предприятиях, нуждающихся в собственном источнике CO₂.

Текущая нехватка CO₂ в основном затрагивает индустрию продуктов питания и напитков. Но также заметно растущее движение в направлении использования CO₂ и в других отраслях. Сейчас мы можем приобрести химические и строительные материалы, полученные из молекул CO₂, а не из ископаемого топлива, например, минеральные агрегаты, улавливающие углерода больше, чем используется для их производства.

По мере появления технологий утилизации CO₂ растёт и спрос на него, что требует налаживания местного производства. Будущее — за превращением отхода в товар.

Источник

09.07.2018 16:35