Компания Infinium, в которую инвестировал Билл Гейтс (Bill Gates), за три года создала в Техасе производство синтетического топлива, которое на 95 % более экологично по сравнению с топливом из нефти. Экологически чистый дизель идёт на заправку грузовиков компании Amazon и через два года начнёт поступать для заправки самолётов компании American Airlines. Однако перспективы такого бизнеса всё ещё туманны.

Источник изображения: Infinium

Первое в США производство Infinium расположено в окрестностях города Корпус-Кристи, штат Техас. Этот штат является крупнейшим в США поставщиком сырой нефти. Также в регионе добывается природный газ и происходит переработка нефти и газа. На этом строится бизнес Infinium. Компания покупает у добывающих и перерабатывающих заводов сопутствующий производству углекислый газ и синтезирует с его помощью «электронное» топливо: керосин, дизель и растворители.

Топливо считается электронным по той причине, что для реакций расщепления воды на кислород и водород, а также для питания реакторов по синтезу топлива из водорода и CO₂ используется энергия из возобновляемых источников — солнечная и ветряная. Это позволяет компании утверждать, что её топливо на 95 % чище ископаемых аналогов. Некоторые специалисты с этим не согласны, ведь при сгорании е-топлива в воздух всё равно будет выбрасываться углекислый газ, который туда улетел бы без всего этого сложного и дорогого производства.

По-настоящему полезным синтез е-топлива станет только в том случае, если компания сможет получать или самостоятельно улавливать ранее выброшенный в атмосферу углекислый газ. Однако пока эти технологии слишком неэффективны и требуют огромных расходов, поэтому производства Infinium более-менее оправданы лишь в местах, где есть сосредоточение нефтегазопереработки и нефтехимии в сочетании с источниками возобновляемой энергии. Таких мест, на самом деле, не так много. Специалисты Infinium, в надежде развить проект, насчитали во всём мире не более 200 наиболее эффективных для этого точек, для 13 из которых они начали создавать бизнес-планы.

Глава компании не стал раскрывать стоимость производимого первым заводом Infinium е-топлива. Также он отказался назвать стоимость покупаемого углекислого газа и объёмы расхода воды. Было лишь подчёркнуто, что вода используется предельно эффективно. В то же время аналитики считают, что стоимость e-топлива как минимум в четыре раза выше стоимости ископаемого дизеля или керосина.

В сутки завод Infinium в Корпус-Кристи производит 8300 литров е-топлива без уточнения долей того или иного его вида. В основном поставки производятся компании Amazon для заправки грузовиков. Этого объёма за год производства хватит, чтобы один 20-тонный грузовик совершил 190 рейсов вокруг Земли по экватору. Недавно заключённый с компанией American Airlines контракт предполагает, что будет создано новое производство по синтезу е-керосина, поставки которого начнутся в 2026 году.

Грузовой транспорт вносит наибольший вклад в выбросы CO₂ в атмосферу. Это самолёты, грузовики, поезда и суда. Переход на е-топливо может снизить вклад этих транспортных средств в углеродный след Земли. Однако без серьёзных стимулов со стороны властей и желания компаний, достичь этих целей будет сложно не только к 2030 году, но также к середине века и даже позже. Таких производств как Infinium должно быть не много, а очень много, тогда как сейчас их можно пересчитать по пальцам одной руки. Также стоимость производства е-топлива должна снижаться более быстрыми темпами, чего пока не предвидится. В то же время переход на е-топливо позволяет прямо здесь и сейчас без перестройки инфраструктуры и всего остального начать снижать выбросы углекислого газа, связанные с использованием большегрузного транспорта.

Опубликованный Еврокомиссией отчёт говорит о том, что практические сценарии использования подзаряжаемых от электрической сети гибридных транспортных средств очень далеки от сертификационных, и в результате они загрязняют окружающую среду своими выбросами гораздо сильнее, чем заявлено в паспортных данных.

Источник изображения: Volvo Cars

Во всяком случае, для рынков Европы и США подобная картина характерна, как заявили исследователи, изучавшие статистику в двух указанных регионах по заказу Еврокомиссии. Выбросы углекислого газа, которые заявлены при испытаниях по циклу WLTP, оказываются на практике в несколько раз выше при эксплуатации гибридных транспортных средств на базе ДВС с возможностью подзарядки тяговой батареи от электрической сети. Теоретически, владельцы таких машин могут регулярно ездить на электротяге, используя ДВС лишь от случая к случаю при отсутствии возможности зарядиться. В действительности же наличие альтернативного источника тяги или энергии для подзарядки тяговой батареи в виде ДВС настолько расслабляет автовладельцев, что они нередко используют машины в том же режиме, что и обычные автомобили с одним только ДВС, редко заряжая батарею для движения на одной лишь электротяге.

Источник изображения: Еврокомиссия

Как отмечают авторы исследования, у подзаряжаемых гибридов с дизельными двигателями разбег сертификационных значений выбросов углекислого газа с реальными выражен сильнее всего и измеряется сотнями процентов разницы. Подзаряжаемые гибриды с бензиновыми двигателями на этом фоне выглядят чуть лучше, но ведь дизельные гибриды за счёт более высокой экономичности изначально должны расходовать меньше топлива и меньше выбрасывать углекислого газа, но на практике всё оказывается наоборот.

На столь неприглядную картину накладывает свой отпечаток и специфика рынков отдельных стран. В Германии, например, компании охотно приобретают в корпоративные парки подзаряжаемые гибриды, поскольку это поощряется разного рода льготами, но никто не следит, как они потом эксплуатируются. Не желая тратить время на зарядку от электросети, водители таких машин просто ездят, используя в качестве источника энергии преимущественно углеводородное топливо. Проблема разницы между реальными объёмами выбросов и паспортными значениями существует и для машин, оснащённых исключительно ДВС, поскольку методика стендовых измерений всё же далека от жизни, но в этом случае можно говорить о разрыве не более 20 %. Подзаряжаемые гибриды в этом смысле гораздо сильнее подводят авторов методик проведения таких замеров.

Идея извлечения углекислого газа прямо из атмосферы витала в воздухе уже много лет, но интерес к ней возрос после выхода в 2022 году доклада Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата, который подчеркнул перспективность такого подхода. AirMyne представила запатентованную жидкость для поглощения CO₂ и технологию последующего извлечения из неё углерода нагревом до температур 100–130 °C при помощи геотермального тепла.

Сам по себе метод использования специализированных жидкостей для поглощения CO₂ не нов, но в большинстве случаев для последующего высвобождения газа требуются высокие температуры. Процесс, предлагаемый AirMyne, может оказаться менее эффективным, чем высокотемпературный подход, но соучредитель и главный операционный директор Марк Сиффка (Mark Cyffka) подчёркивает гибкость и широкие возможности масштабирования своей технологии.

«Это гибко. Теперь вы можете использовать низкотемпературное тепло от [переработки] промышленных отходов и геотермальной энергии», — утверждает Сиффка. Сейчас компания тестирует различные конфигурации своей системы. Коллекторы, скорее всего, будут модульными, и из них жидкость будет поступать в большую централизованную колонну для регенерации, аналогичную той, что используется на крупных химических заводах, разработкой которых Сиффка занимался ранее, работая в BASF. По его словам, в настоящее время компания тестирует около 30 прототипов.

Согласно патентам, полученным компанией, ключевым компонентом жидкости AirMyne является один или несколько вариантов соединений четвертичного аммония. Четвертичный аммоний (аммоний-катионы) — это класс соединений, которые широко используются в самых разных областях, включая дезинфицирующие средства для рук, средства по уходу за волосами и кондиционеры для белья. Интерес к ним как к сорбентам CO₂ в последнее время резко возрос, потому что они широко доступны, относительно стабильны и не требуют сильного нагрева для выделения уловленного углекислого газа. Они также способны выделять CO₂ при влажности, близкой к точке насыщения, что потенциально даёт ещё один способ контролировать регенерацию жидкости.

Использование AirMyne низкотемпературного тепла может открыть двери для использования этой технологии на самых разных объектах: от геотермальных установок до химических нефтеперерабатывающих предприятий и пивоваренных заводов. Жидкостная система потребует большого количества воды — от одной до семи тонн на тонну уловленного углерода, — поскольку некоторая её часть неизбежно испаряется при контакте с атмосферой. Это может помешать использованию технологии в засушливых регионах. Тем не менее, спрос на улавливание углерода будет постоянно и быстро расти, что поможет AirMyne занять свою нишу на этом рынке.

Сейчас AirMyne сотрудничает с Fervo, объединяя свою систему улавливания углерода с передовым геотермальным проектом этого стартапа в штате Юта. Образцы CO₂, извлечённые компанией из атмосферы в лаборатории, были отправлены CarbonBuilt, компании по производству низкоуглеродистого цемента, и Rubi, которая производит текстиль из CO₂. В 2026 году AirMyne планирует внедрить свою технологию улавливания углерода с последующим закачиванием в подземные хранилища в штате Калифорния. Недавно компания привлекла инвестиции в размере $6,9 млн.

Руководство климатической инициативы Frontier от имени группы компаний с участием Alphabet, Stripe, Shopify и других гигантов сообщило о заключении сделки стоимостью свыше $57 млн по удалению из атмосферы Земли свыше 158 тыс. т CO₂ к 2028 году. Удалять углекислый газ будет стартап Lithos Carbon с помощью разбрасывания базальтовой крошки по сельскохозяйственным землям. Считается, что эта горная порода при выветривании связывает CO₂ на тысячи лет.

Разбрасывание базальтовой крошки на полях. Источник изображения: Frontier

Горные породы при естественном выветривании связывают атмосферный углекислый газ, переводя его в плохорастворимые соединения. Но это крайне медленный процесс. Гораздо быстрее связывание происходит, если порода измельчена до состояния крошки и даже пыли. Тогда химические реакции идут быстрее и CO₂ «минерализуется» завидными темпами. Искусственные процессы ускоренного выветривания назвали «усиленным выветриванием» и включили его в список потенциальных инструментов для борьбы с климатическими изменениями.

Впрочем, благая идея затормозилась почти сразу. Во-первых, это дорого. По самым оптимистичным оценкам стоимость связывания тонны CO₂ базальтом составит около $200. Компания Lithos Carbon собирается брать за это ещё больше — $370 за тонну. И это ещё недорого, говорят в стартапе, ссылаясь на практику прямого извлечения CO₂ из атмосферы, которая стоит сегодня $600 за тонну.

Но главным препятствием на пути реализации идеи ускоренного выветривания с помощью базальтовой крошки — это эфемерность показателей. Надёжных методик для оценки объёма поглощения CO₂ в результате деятельности стартапа, нет. Им можно верить только на слово и на кое-какие расчеты учёных. Компания обещает, что будет точно знать, сколько углекислого газа поглотит базальтовая крошка, поскольку будет регулярно измерять кислотность почв и проводить другие химические экспертизы в местах ускоренного выветривания. Однако специалисты сомневаются, что покупатели услуг будут получать точные данные. Скорее всего, сетуют они, показатели будут завышенными, поскольку надёжных методик проверки эффективности метода нет.

Тем не менее, Stripe, Alphabet, Shopify и McKinsey Sustainability. Autodesk, H&M Group, JPMorgan Chase, Workday, Zendesk, Canva и Boom Supersonic и ряд других компаний подписали соглашение по поглощению CO₂ из воздуха с Lithos Carbon. Стартап берёт базальт в открытом карьере, измельчает его и раздаёт местным фермерам, которые с помощью внесения крошки в почву поддерживают её щелочной баланс. В почве крошка под воздействием влаги и воздуха связывает CO₂ и грунтовыми водами выносит минералы в реки и моря, где порода будет удерживать углекислый газ в минеральных соединениях не меньше 10 тыс. лет.

Компания Lithos Carbon обещает проследить за сохранением плодородия почв и качеством воздуха в регионе своей ответственности, ведь базальтовая пыль, поднятая в атмосферу, вряд ли добавит кому-то здоровья.

В США запустили первый коммерческий объект по удалению углекислого газа (CO2) из атмосферы. Установка компании Heirloom Carbon Technologies, расположенная в городе Трейси в штате Калифорния, способен ежегодно поглощать до 1000 тонн CO2. Этот шаг подчёркивает важность технологии прямого улавливания воздуха (DAC) для властей США, несмотря на смешанные отзывы об эффективности и экономической целесообразности подобных проектов даже среди эко-активистов.

Источник изображений: heirloomcarbon.com

Технология улавливания и хранения CO2, разработанная компанией Heirloom, основана на применении известняка, который является доступным и недорогим сырьём. На первом этапе известняк подвергается термической обработке в электрической печи, работающей на возобновляемых источниках энергии. Под воздействием высокой температуры известняк разлагается на кальциевый оксид (CaO) и CO2. Этот процесс называется кальцинацией. Углекислый газ захватывается и отправляется на хранение, а полученный оксид кальция обладает свойствами, позволяющими ему действовать как «губка» для атмосферного CO2.

Далее CaO распределяется на специальных поддонах, где он активно поглощает CO2 из поступающего воздуха. Этот процесс приводит к образованию карбоната кальция (CaCO3), который представляет собой возвращение к исходному состоянию известняка. После насыщения кальциевого оксида углекислым газом материал возвращается в печь, где CO2 снова выделяется и захватывается для дальнейшего хранения, а CaO вновь становится «губкой» для поглощения CO2. Таким образом, цикл может быть повторен. Захваченный таким образом CO2 хранится в резервуарах, но в будущем планируется его закачка в безопасные подземные хранилища.

Компании Heirloom и CarbonCure Technologies заключили соглашение о сотрудничестве, целью которого является постоянное хранение атмосферного CO2 в бетоне. В данном случае CO2 используется в процессе производства бетона, где он минерализуется и навсегда встраивается в материал. Технологии CarbonCure позволяют производить бетон с меньшим количеством выбросов CO2, меньшим использованием пресной воды и меньшим количеством отходов.

Критики этой инициативы высказывают опасения относительно технологии DAC, подчёркивая её высокую стоимость и отвлечение внимания от необходимости скорейшего перехода к чистым источникам энергии. В качестве примера, крупнейшая DAC-площадка Climeworks в мире удаляет из атмосферы около 4000 тонн CO2 в год, что существенно меньше годового углеродного следа 270 американцев.

Новая установка Heirloom Carbon Technologies в Калифорнии стала первым в США объектом коммерческого уровня, предназначенным для улавливания CO2 из окружающего воздуха. При этом в США строятся и другие подобные установки, даже более крупные в Техасе и Луизиане. В 2022 году Heirloom уже привлекла $53 млн инвестиций, в том числе от Climate Innovation Fund компании Microsoft и Breakthrough Energy Ventures, основанных Биллом Гейтсом (Bill Gates). Теперь компания ставит перед собой амбициозную цель — снизить к 2030 году стоимость удаления CO2 из атмосферы до $100 за тонну, что значительно ниже текущих показателей.

Администрация президента Джо Байдена (Joe Biden) также активно поддерживает развитие технологии прямого улавливания CO2 из атмосферы. В августе Министерство энергетики США (DOE) объявило о первой волне проектов, которым будет выделена часть из $3,5 млрд на разработку DAC-хабов по всей стране. Заметим, что запущенный объект Heirloom не получил этих средств, однако компания участвует в куда более крупном проекте в штате Луизиана, нацеленном на удаление 1 млн тонн CO2 в год к концу десятилетия, и вот здесь госфинансирование пришлось очень кстати.

Экологические активисты и представители местных сообществ выражают беспокойство в связи с безопасностью таких объектов и их влиянием на окружающую среду. Основные опасения связаны с возможным использованием вредных химических веществ, высоким потреблением энергии и риском негативного воздействия на местные экосистемы. Кроме того, существует опасность, что фокус на технологии DAC может уменьшить стремление к сокращению выбросов CO2 на его непосредственных источниках, что является более эффективным методом борьбы с изменением климата.

Учёные из Мюнхенского технического университета предложили ещё один способ утилизации углекислого газа. Вместо выбросов в атмосферу, где CO₂ будет создавать парниковый эффект, открытая цепочка биохимических реакций приводит к синтезу аминокислоты, необходимой для производства кормового белка. При этом территория под комплекс для синтеза будет ощутимо меньше сельхозугодий под те же задачи. Так можно будет «накормить будущее», уверены учёные.

Источник изображения: Otto Zellmer / TUM

Для производства искусственного белка, необходимого как для кормов сельскохозяйственных животных, так и для пищи человека, например, для создания искусственного мяса, необходим ряд аминокислот. Немецкие учёные придумали реакцию для синтеза аминокислоты L-аланина и намерены разработать процессы для синтеза других необходимых аминокислот, чтобы в конечном итоге из углекислого газа синтезировать полные белковые комплексы.

В основе биохимической реакции синтеза L-аланина лежит метанол и не простой, а «зелёный» — полученный из CO₂ с использованием возобновляемой энергетики — от ветряных или солнечных ферм. Метанол необходим как промежуточный продукт, потому что напрямую аминокислоту синтезировать из углекислого газа нельзя. Получив из CO₂ метанол, учёные запускают с ним серию реакций с использованием синтетических ферментов. На выходе получается необходимая для синтеза кормового белка аминокислота. Для синтеза этой же аминокислоты природным способом необходимы земля, люди и длительные процессы по выращиванию.

В случае природного подхода ресурсные затраты и произведённые в его процессе вредные выбросы проигрывают синтетическим, уверены исследователи. К тому же, синтетический способ производства аминокислот и белков не производит вредных выбросов, если использует возобновляемую энергию. Предложенное решение поможет устранить конфликт между растущим населением Земли и производством продуктов. Еды хватит всем, и производиться она будет без ущерба для экологической обстановки.

На днях в Колорадо была запущена демонстрационная установка компании Global Thermostat по прямому удалению углекислого газа из атмосферы. Правда, запущенная система призвана лишь продемонстрировать технологии, и полученный газ она выбрасывает обратно в воздух. Задача проекта — отработать технологию и привлечь потенциальных клиентов. Разработчики рассчитывают, что технология будет проста как конструктор Лего и может быть освоена широким кругом заказчиков.

Демонстрационная установка компании в Колорадо. Источник изображения: Global Thermostat

Компания Global Thermostat возникла в 2010 году и сразу наделала шуму. Она считалась одной из немногих, кто предложил более-менее осуществимую стратегию прямого удаления из атмосферы углекислого газа — пособника повышения температуры на Земле. В 2019 году известный авторитет и визионер Билл Гейтс включил Global Thermostat в перечень компаний, ответственных за одну из десяти прорывных технологий ближайшего десятилетия. В 2021 году компанию Global Thermostat потряс этический скандал с генеральным директором, и параллельно были обнаружены финансовые нарушения.

Новый директор — Пол Нахи (Paul Nahi) — пришёл из бизнеса по продажам солнечных установок и направил бизнес Global Thermostat в новое русло. До него работа Global Thermostat строилась по тому же принципу, что у конкурентов, таких как швейцарская компания Climeworks или американская CarbonCapture. Все они самостоятельно создавали и продвигали проекты мощных установок по прямому удалению CO₂ из атмосферы. Это значит, что каждая из этих компаний должна была решать массу вопросов от выбора площадки, создания инфраструктуры и решений по утилизации захваченного углекислого газа. Это огромный комплекс работ, в котором можно завязнуть. Новый директор Global Thermostat понял, что это не его путь.

Основываясь на собственном опыте продаж солнечных панелей, новый директор Global Thermostat предложил продвигать модульные конструкции установок по улавливанию углекислого газа. Они должны легко масштабироваться и быть эффективными — это прежде всего. Сегодня стоимость добычи каждой тонны CO₂ из атмосферы примерно равна $600. Компания Global Thermostat обещает сократить эту цифру вдвое за два года. Для этих целей послужит новый полигон в Колорадо, который также станет витриной компании.

Активисты «зелёной повестки» обвиняют Global Thermostat в сотрудничестве с нефте- и газодобывающими компаниями. И действительно, у компании есть закрытые для разглашения финансовые сделки с ExxonMobil и Tokyo Gas. Таким образом, добывающие компании могут замыливать общественности глаза вместо того, чтобы просто взять и прекратить добычу ископаемых.

«Я не думаю, что кто-то верит в то, что внезапно мир перестанет использовать нефть и газ. Я был бы рад, если бы это произошло, но это просто неосуществимо», — сказал Нахи изданию The Verge. Иначе говоря, он принимает неизбежное, но участвует в переменах к лучшему.

Для Global Thermostat и других компаний, которые включились в процесс по прямому удалению CO₂ из атмосферы, наступили хорошие времена. Администрация Байдена дала толчок развитию технологий удаления углерода, приняв Закон о снижении инфляции, который более чем в три раза увеличил налоговые льготы для проектов прямого улавливания и хранения углекислого газа.

Кроме того, подписанный в 2021 году двухпартийный Закон об инфраструктуре предусматривает $12 млрд на улавливание и хранение CO₂. При финансовой поддержке Министерства энергетики инженерно-строительная компания Black & Veatch начала работу с Global Thermostat над проектированием установки прямого улавливания CO₂ мощностью 100 000 тонн в год. Демонстрационная установка компании в Колорадо, для справки, улавливает всего 1000 т CO₂ в год. Масштабный проект поможет сделать её лучше и эффективнее. На это надеются все.

Молодая компания Air Company из Нью-Йорка подписала контракт стоимостью $65 млн с Министерством обороны США. В рамках соглашения Air Company направит полученные от военных средства на совершенствование фирменного процесса синтеза углеродно чистого авиационного топлива из углекислого газа. Авиаперевозки вносят значительный вклад в выбросы парниковых газов, и освободить их от этого считается важной задачей до 2050 года.

Источник изображения: www.techspot.com

В активе Air Company техпроцесс по превращению углекислого газа в топливные спирты и парафин. Это улучшенный классический процесс Фишера-Тропша. Углекислый газ для реакции компания получает из производства этанола, что намного проще, чем извлекать его в разреженном виде из атмосферы. Этанол получается в процессе переработки кукурузы, поэтому с этой стороны сырьё полностью экологически чистое и углеродно нейтральное, если это применимо к углекислому газу.

Для реакции с углекислым газом требуется водород. Этот газ получается в процессе электролиза воды с использованием солнечной или иной возобновляемой энергии. Кислород выбрасывается в атмосферу (хотя его тоже можно собирать и использовать по назначению, например, в системах искусственной вентиляции лёгких), а водород подаётся в реактор для смешивания с углекислым газом в присутствии катализатора. На выходе получается этанол, метанол, вода и парафин. Из этого сырья кроме углеродно чистого авиационного топлива можно изготавливать водку, парфюмерию и антисептики, чем компания Air Company занимается несколько последних лет.

О чём компания Air Company сожалеет, так это о запрете регуляторов использовать в качестве авиационного топлива чистых составов синтетического углеродно нейтрального топлива. Сегодня существует ограничительная норма в виде использования смесей с не более чем 50-процентным включением синтетического топлива. Но это не помешало военным испытать синтетическое топливо Air Company в чистом виде. Лётные испытания прошли летом 2022 года. В воздух был поднят и совершил перелёт на топливе SAF (устойчивое авиационное топливо) беспилотник ВВС США. Вероятно, успешные испытания стали тем катализатором, который привёл к подписанию контракта между Air Company и Министерством обороны.

Согласно планам компании Air Company, в этом году должно быть построено предприятие по массовому производству топлива SAF. Коммерческие поставки синтетического топлива начнутся в 2024 году. У компании уже есть контракты на поставку заметных объёмов топлива SAF компаниям Boom, JetBlue и Virgin Atlantic. Объёмы исчисляются десятками миллионов галлонов. Однако надо понимать, что один поставщик не решит проблему чистого авиационного топлива. В мировом масштабе проблему можно решить только сообща, если подобное топливо начнут выпускать все основные поставщики.

Учёные из Университета Райса, США, разработали технологию подготовки строительных древесностружечных пиломатериалов нового поколения для борьбы с глобальным потеплением. На выходе получается строительная древесина с возможностью поглощать углекислый газ из атмосферы. Технология не перевернёт мир, но сделает его немного чище.

Источник изображения: Pixabay

Сегодня существует множество предложений по извлечению CO₂ из атмосферы и из продуктов горения при промышленном производстве. Некоторые проекты реализованы, и множество стоят в очереди на реализацию. Как правило, все предложения опираются на активную работу средств улавливания и поглощения, что делает их затратными и снижает эффективность. Если наделить строительную древесину свойствами пассивного улавливания атмосферного CO₂, то в итоге это может оказаться достаточно эффективно.

Сверх того, предложенная учёными технология обработки делает древесину прочнее, что позволит ей в ряде случаев заменить бетон и даже сталь. Тем самым можно сократить производство бетона и стальных изделий, что, в свою очередь, снизит вредные выбросы углекислого газа. Более прочная древесина хоть и опосредованно, но положительно повлияет на климатические изменения.

Источник изображения: Rahman et al/Cell Reports 10.1016/j.xcrp.2023.101269

В чём же заключается предложение американских учёных? Во-первых, древесину необходимо освободить от лигнина. Это природный полимер, придающий ей гибкость и окраску. Для этого древесину кипятят в специальном водном растворителе. Во-вторых, древесину с извлечённым лигнином высушивают. На третьем этапе древесина вымачивается в растворе с содержанием микроскопических частичек металлоорганического каркаса Calgary framework 20 (CALF-20) и сушится (выше на фото процесс иллюстрирован по шагам, начиная с левой стороны изображения).

Все освобождённые от лигнина полости в древесине заполняются частичками CALF-20. Это вещество обладает гидрофобными свойствами и не способно поглощать влагу из воздуха, что для строительных материалов является весомым плюсом. В то же время CALF-20 отлично поглощает углекислый газ и именно его присутствие превращает древесину в пассивный поглотитель CO₂ из атмосферы. Попутно это вещество делает древесину намного прочнее.

На следующих этапах учёные будут испытывать улучшенную древесину на прочность и подвергать другим воздействиям, что необходимо для утверждения её на роль строительных материалов в будущем. Возможно, когда-нибудь она начнёт её играть.

Компания Climeworks, одним из клиентов которой является Microsoft, заявила, что успешно извлекла углекислый газ (CO₂), из воздуха и поместила его в подземное хранилище, где он постепенно перейдёт в твёрдую породу. Технологический процесс был сертифицирован сторонними независимыми аудиторами.

Источник изображения: Climeworks

Разработка этого техпроцесса началась в 2009 году, когда была основана компания Climeworks при главном техническом университете Швейцарии — Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH Zürich). Проведённые исследования позволили масштабировать технологию прямой утилизации углекислого газа (CO₂), при которой специальное оборудование удаляет парниковые газы из атмосферы.

За последние пару лет крупные компании, такие как Microsoft, Stripe и Shopify, авансом оплатили Climeworks будущие услуги по удалению углекислого газа, чтобы помочь зарождающейся безуглеродной индустрии. Помимо привлечения корпоративных клиентов, Climeworks получила средства на развитие в размере более 780 миллионов долларов от широкого круга независимых инвесторов. И вот теперь Climeworks уже фактически удаляет углекислый газ и размещает его под землёй в процессе, сертифицированном независимым аудитором DNV.

Стоимость удаления и хранения углекислого газа конкретно для этих корпоративных клиентов — конфиденциальная информация. Но примерный уровень цены удаления углерода составляет нескольких сотен долларов за тонну и при этом, безусловно, зависит от выкупленного объёма. Для физических лиц возможность воспользоваться услугами Climeworks также анонсирована, но есть сомнения, что в ближайшее время она будет востребована.

Крупнейший объект по удалению углекислого газа находится в Исландии, где партнёр Climeworks — компания CarbFix растворяет углекислый газ в воде, а затем смешивает эту смесь с базальтовыми породами. Естественные процессы превращают материал в твёрдые карбонатные минералы примерно за два года.

В июне Climeworks объявила о начале строительства своего второго коммерческого завода в Исландии, который будет улавливать и хранить 36 000 тонн углекислого газа в год. К сожалению, это лишь крошечный процент от глобальных выбросов углекислого газа — по данным Международного энергетического агентства, в 2021 году они достигли рекордного уровня в 36,3 миллиарда тонн.

Гавайский стартап предлагает бороться с избытками углекислого газа на Земле прямым улавливанием CO₂ из океанических вод, а не из атмосферы. Традиционно углекислый газ улавливают либо при производстве чего-либо из потока всех выбросов, либо фильтруют из воздуха. Удаление углерода из вод океанов может стать экономически выгодной альтернативой этим методам, обещая более эффективный путь связывания парниковых газов.

Источник изображения: Sarah Lee/Unsplash

Согласно современным представлениям учёных, так называемый сумеречный слой океана — это глубины от 200 до 1000 метров, куда проникает мало света — каждый год связывают около 6 млрд тонн углерода. Эта природная фабрика сама борется с выбросами CO₂ во всём мире, но эта борьба ведёт к повышению уровня кислотности океанических вод. Как следствие, природный мир океанов страдает — от повышенной кислотности разрушаются кораллы, панцири ракообразных и снижается рост планктона.

Учёные не могут с полной уверенностью сказать, насколько океан может смягчить избыточный выброс углерода в атмосферу и когда этот механизм пойдёт в разнос. Добыча углерода из океанических вод может помочь океанам восстановить или удержать механизмы саморегуляции. Кроме того, углерод извлекается из вод не сам по себе, а в процессе синтеза соляной кислоты. Гавайская компания Heimdal разработала и запустила производство соляной кислоты из вод океана, с возвращением опреснённой воды обратно. Тем самым она как может снижает кислотность вод, извлекает углерод из них и зарабатывает на продаже химического сырья тем компаниям, которые в нём нуждаются. Если процесс покажет свою экономическую выгоду, Heimdal будет расширять производство.

Подразделение LG — LG Chem, занимающееся химическими проектами, совместно с Корейским институтом науки и технологий (KIST) разработало процесс преобразования атмосферного углекислого газа в сырьё для выпуска пластика.

Источник изображения: JiyeLee

LG Chem сообщила о совместном создании с KIST электрохимического реактора, способного значительно повысить эффективность технологии преобразования обычного углекислого газа (CO2) в моноксид углерода (CO), служащий сырьём для дальнейших реакций.

Реактор для электрохимических преобразований превращает углекислый газ в компоненты вроде моноксида углерода или метанола. Кроме того, он способен выпускать и т. н. «сингаз» — сырьё для создания многочисленных видов топлива и других химических соединений. Новая технология использует в качестве исходного сырья углекислый газ, имеющийся в атмосфере — предполагается, что это поможет добиться т. н. «углеродной нейтральности».

Источник изображения: LG Chem

Партнёры намерены увеличить размер реактора в 10 или более раз для коммерциализации процесса. Более того, планируется разработать технологию для изъятия углекислого газа из атмосферы с дальнейшим производством этилена, сырья для всевозможных аналогов нефтехимических продуктов.