Учёные нашли неожиданный способ втрое удешевить удаление CO₂ из воздуха — помогут терминалы СПГ и уголь

Исследователи из США совместно с коллегами из Южной Кореи разработали менее затратный способ удаления углекислого газа из атмосферы. Традиционные системы прямого захвата CO₂ из воздуха неэффективны в тёплом и влажном климате, что препятствует повсеместному размещению таких установок. Новая разработка кардинально меняет подход, позволяя одинаково эффективно удалять углекислый газ практически в любом климате и в три раза дешевле, чем это возможно сегодня.

Не секрет, что системы прямого улавливания углекислого газа из воздуха обходятся очень дорого, устанавливая цену за каждую извлечённую тонну CO₂ от $200 и выше. При этом они эффективны в сухом и прохладном климате, поскольку плохо справляются с влагой в воздухе — это быстро выводит из строя химические абсорбирующие материалы, что повышает эксплуатационные расходы. Для тёплого и даже умеренного климата такое решение совершенно не подходит, если специально не охлаждать и не осушать воздух — а это ещё сильнее увеличивает стоимость извлечения CO₂ из атмосферы.

Учёные с факультета химической и биомолекулярной инженерии Технологического института Джорджии (ChBE) совместно с исследователями из Национального университета Чонбук (Jeonbuk National University) и Национального университета Чоннам (Chonnam National University) в Южной Корее предложили использовать бесплатный источник охлаждения воздуха перед извлечением углекислого газа. Охлаждение до криогенных температур заставляет воду в воздухе конденсироваться и выпадать в осадок до начала работы абсорбентов. Чтобы не тратить энергию на охлаждение, можно использовать терминалы по регазификации сжиженного природного газа (СПГ) — благо такие объекты уже широко распространены по всему миру, и их количество продолжает расти.

Сжиженный газ обычно нагревают, подавая на него сравнительно тёплую морскую воду. Сегодня охлаждённая вода просто сбрасывается обратно в море, но её можно использовать для осушения воздуха в системах прямого улавливания CO₂. Все процессы происходят при температуре -78 °C. Однако самое важное заключается в том, что при таких условиях можно отказаться от ценных и капризных химических абсорбентов в пользу физических, наиболее известным из которых является активированный уголь. Предложенный метод способен снизить стоимость извлечения одной тонны CO₂ до $70.

Эксперименты показали, что в предложенной схеме наиболее эффективными физическими абсорбентами оказались цеолит 13X и CALF-20 — оба производятся в промышленных масштабах и достаточно недороги для массового применения в установках по улавливанию CO₂.

«Системы регазификации СПГ в настоящее время являются неисчерпаемым источником низкотемпературной энергии, а терминалы, работающие в крупных масштабах, расположены в прибрежных районах по всему миру, — отмечают учёные. — Используя даже часть их низкотемпературной энергии, мы к 2050 году потенциально сможем улавливать более 100 миллионов тонн CO₂ в год».