Сжигая органическое топливо
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC) в своем очередном докладе отмечает: сохраняется одна из важнейших экологических проблем – рост выбросов в атмосферу парниковых газов. Все опасения оправданны, но вместе с тем уже есть решения этой проблемы, которые вполне могут стать полноценным новым бизнесом.
Мы, сжигая органическое топливо, выбрасываем в атмосферу более 30 млрд тонн углекислого газа каждый год. Казалось бы, есть столько различных инновационных решений, почему бы не перейти на них и не отказаться раз и навсегда от ископаемых видов топлива. Однако все не так просто. Мы часто не видим всю цепочку превращений веществ от горных выработок до конкретного высокотехнологичного изделия. Чтобы сделать сверкающий тачскрин, нужно получить металлы, добыть их, а для этого добыть другие металлы. И на каждом этапе нужна тепловая и электроэнергия. Вот поэтому мы сжигаем газ, нефть и уголь.
Уголь как фундамент
Самым неэффективным, грязным топливом считается уголь. И тем не менее 40% всей мировой электрогенерации приходится именно на него. Лидером угольной генерации является Китай, где ее доля превышает ¾ от всей произведенной электроэнергии. Ирония бизнеса: чадящий уголь обеспечивает энергией сверхсовременные предприятия, где производится новейшая электроника.
Специалисты отмечают, что растет потребление угля в Европе, даже Германия, которая гордится своими солнечными и ветростанциями, в 2013 году открыла больше угольных теплоэлектростанций, чем за последние два десятилетия. Уголь используют Польша, ЮАР, Австралия, Россия, Украина, Израиль, Индонезия… И тем не менее именно Китай выбрасывает в атмосферу рекордный объем углекислоты – около 25%, больше, чем любая другая страна.
Китайское решение
Поскольку отказаться от угля в обозримом будущем Китаю нельзя, появился инновационный проект, получивший название GreenGen. Это одна из самых передовых в мире попыток разработать технологию, направленную на улавливания и захоронение углекислого газа (CCS). В принципе идея не слишком-то сложна: весь углекислый газ будет закачиваться в подземные хранилища, где он будет храниться тысячи лет.
Основные места для утилизации CO2 в природе
Самая распространенная схема: улавливание СО2 из дымовых газов с применением технологии абсорбции. Абсорбентом (то есть поглотителем) выступает водный раствор моноэтаноламина (МЭА). Углекислоту же можно отправить на хранение, сжижая, закачивая в чистом виде или растворяя в воде. В мире уже существуют различные примеры решения этого технологического вопроса.Норвежское решение
Еще в 1996 году норвежская государственная компания Statoil приступила к реализации первого в мире промышленного проекта CCS.
Связанная углекислота закачивается в пласт пористого песчаника мощностью около 250 м, залегающего на глубине более 800 м от поверхности морского дна. Эта формация, по расчетам, способна хранить порядка 600 млрд тонн CO2. На данный момент в формацию закачивается почти 1 млн тонн углекислоты в год, себестоимость процесса – около $17 за тонну СО2.
Другие альтернативы
Есть и другие практические примеры по утилизации углекислого газа. В канадской провинции Альберта с 2006 года используют технологию закачки углекислого газа в нефтеносные пласты с целью увеличения нефтеотдачи месторождения Зама. Выгода двойная: утилизируется закачиваемый на глубину более 1000 м углекислый газ и добывается больше нефти.
В другом месте этой же провинции геологи нашли на глубине 1300 м залежи каменного угля. На такой глубине добывать уголь не выгодно, при этом обнаружилось, что в массиве весьма большое количество метана. Канадцы стали закачивать в эти пласты углекислый газ, который стал вытеснять на поверхность метан. Если опыты будут удачными, то местная тепловая электростанция будет закачивать свой выхлоп в землю, чтобы из нее получить новое топливо для своих котлов. А углекислый газ останется в глубоких пластах на очень долгое время.
Американцы же большие надежды возлагают на сатурацию природных вод. В пределах США имеется большое количество подземных горизонтов, заполненных сильно солеными водами. Примером такого решения является станция утилизации близ нефтяного месторождения Ситронель в штате Алабама. Там закачка производится на глубину более 3000 м, в рассолы местного соляного месторождения. Проект начал работу в 2011 году и рассчитан на утилизацию 150 тысяч тонн СО2 в год.
Проблема в том, что есть и возможные побочные эффекты.
Побочные эффекты хорошего решения
Идея CCS просто превосходна, появилась она довольно давно, как стали говорить о проблеме сохранения окружающей среды. Еще в 1977 году итальянец Э. Марчетти предложил закачивать углекислоту на дно океанских впадин. Естественное давление воды сохранит углекислоту в жидком виде, а отсутствие активного перемешивания на больших глубинах позволит забыть о ней на тысячелетия.
Однако против этой идеи восстали морские биологи. По сути дела, это приговор не только донным организмам больших глубин, но и всему океану: повышение его кислотности крайне неблагоприятно скажется на всей океанской жизни, а ведь именно Океан – главные легкие нашей планеты.
Впрочем, есть сомнения и у геологов. Стоит вспомнить трагедию у озера Ниос в Камеруне, которая произошла 21 августа в 1986 году. В тот день воды этого относительно небольшого озера взбурлили с образованием огромных волн. Над водой поднялся туман, который стал распространяться по побережью и стекать вниз в долины. 1746 человек и тысячи животных погибли. Убила всех углекислота, которая в такой концентрации является удушающим газом. Она накапливалась в водах этого вулканического озера, и достаточно было оползня или сильного нагонного ветра, чтобы стабильность системы нарушилась.
Можно ли быть уверенным, что, сохраняя углекислоту в толще океана или в горных массивах, мы не закладываем страшную химическую бомбу? Достаточно землетрясения, которое приводит к образованию трещин в земной коре, и углекислота начнет вырываться наружу, считают скептики. Оптимисты же уверены, что можно найти и спокойные в тектоническом плане регионы для захоронения углекислого газа.
Кислородный вопрос
Но есть еще один вопрос. Когда СО2 выделяется в атмосферу, он становится пищей для растений. Они поедают его, выделяя кислород, и строят из добытого углерода свои клетки. Этот процесс называется фотосинтезом.
При сжигании 1 кг угля связывается чуть более 3 кг кислорода. Если считать доказанными мировые запасы угля примерно в 500 млрд тонн, то весь этот сгоревший уголь может связать 1500 млрд тонн кислорода воздуха.
Каждый год растения нашей планеты выделяют его в количестве, превышающем 100 млрд тонн. И будут выделять его и впредь, если у них будет пища, то есть углекислота. Круг замкнулся.
Таким образом, сейчас формируются три энергетические альтернативы. Первая, самая простая технически, – отказ от стремительного прогресса и роста потребления, переход на рельсы плановой экономики. Вторая – развитие энергосберегающих и «зеленых» энергетических технологий при разумном ограничении сверхпотребления. Третья – утилизация углекислоты и других токсичных выхлопов, превращение их в контролируемый запас, который, может быть, когда-нибудь и пригодится человечеству.
Константин Ранкс slon.ru
