Свежие исследования показывают, что гидроэлектростанции недооценили, когда исследовали их воздействие на окружающую среду. Детальный анализ показал, что ГЭС вырабатывают самый вредный из парниковых газов — метан. Вместе с пресноводными водоёмами электростанции ежегодно выбрасывают в воздух 3 млрд т метана из 51 млрд т всех парниковых выбросов. Это те числа, с которыми необходимо считаться и которые необходимо сокращать, пока климат не перешёл черту.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Всем нам известен эффект газировки, когда в герметично закрытой ёмкости мы видим спокойную жидкость. Но стоит взболтать ёмкость или открыть крышку, внутри всё буквально вскипает от выделяющихся из жидкости пузырьков растворённых газов. Такой же процесс происходит на ГЭС при проходе воды через турбины и во время сброса. Растворённый в речной воде или воде из водохранилища метан начинает интенсивно выделяться в атмосферу, когда агрегаты электростанции входят в контакт с водой.

По данным Международного энергетического агентства, метан ответственен примерно за 30 % глобального потепления со времён промышленной революции. Поэтому метану уделено соответствующее внимание в программах краткосрочных действий по борьбе с изменением климата. Около 150 стран присоединились к Глобальному обязательству по метану, целью которого является сокращение к 2030 году выбросов метана в результате деятельности человека на 30 % по сравнению с уровнем 2020 года.

«Примерно через 12 лет метан может окислиться и превратиться в углекислый газ, поэтому, если вы сократите выбросы метана сегодня, вы сможете повлиять на глобальное потепление в течение своей жизни», — сказала Луиза Парлонс Бентата (Louise Parlons Bentata), исполнительный директор и соучредитель Blue Metane.

Компания Blue Metane одна из тех, кто пытается поставить добычу растворённого в воде метана из разных источников на коммерческие рельсы. Ведь если процесс нельзя устранить, его надо возглавить. Растворённый в воде метан — это неископаемое биотопливо. На ГЭС и в озёрах с мёртвой органикой на дне можно обнаружить места и участки, где метан можно отделять с коммерческой выгодой. Именно на это направлена работа многих стартапов.

Сегодня это в основном эксперименты. К сожалению, спутниковая система наблюдения за очагами выделения метана плохо работает, а проводить замеры на месте — это очень дорого. Поэтому пока приходится полагаться на математические модели и искать возможность более точно определять наиболее сильные источники выброса метана. В этом надежда молодых компаний. Борьба с потеплением и возможность использовать метан в качестве биотоплива позволяют рассчитывать на поток инвестиций и, в конечном итоге, на появление зрелой и коммерчески выгодной технологии извлечения метана из воды.

Более того, метана в окружающей нас воде может оказаться ещё больше. Заметные концентрации метана есть в питьевой воде, в водах очистных сооружений (его там оказалось в два раза больше, чем ожидали), в воде рисовых плантаций и везде, где присутствует органика и микробная деятельность без доступа кислорода. Во всех случаях есть участки, где концентрация растворённого метана в воде наивысшая. Пока начались работы по попыткам получать значительные объёмы метана на ГЭС как наиболее простое и лежащее на виду решение. Но это только первый шаг. В борьбе с выбросами метана нельзя останавливаться.

Согласно годовому отчёту Международного энергетического агентства (IEA), в 2023 году выбросы парниковых газов достигли рекордно высокого уровня, несмотря на подъём чистой энергетики. Развитые страны показали экономический рост на фоне снижения выбросов, но страны с развивающейся экономикой не смогли отойти от модели роста за счёт наращивания выбросов от сжигания ископаемых ресурсов.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Анализ показал, что годовой прирост выбросов в 2023 году составил 1,1 % или 410 млн т, что в сумме дало новое рекордное значение на уровне 37,4 млрд т. Главными причинами произошедшего назвали засухи и растущую потребность стран в энергии. Очевидно, что всё это идёт вразрез с климатическими планами сократить к 2030 году выбросы на 45 %. В данный момент повышение средней температуры Земли по сравнению с доиндустриальным периодом составило 1,1 °C, тогда как Парижское соглашение по климату предписывает удержать этот рост на уровне не выше 1,5 °C.

США и страны ЕС сократили выбросы в прошлом году, но Индия и Китая с лихвой компенсировали их старания. При этом нельзя сказать, что Китай и Индия не занимаются вопросами перехода на чистую энергетику. Однако экономика этих стран растёт быстрее и обгоняет возможности ввода в строй мощностей с чистой основой. Впрочем, в МЭА считают, что в долгосрочной перспективе всё не так плохо. По мнению специалистов агентства, связанные с энергетикой выбросы благодаря росту использования чистых источников энергии, таких как ветряные турбины и солнечные батареи, «структурно замедлились».

Более того, если бы последние пять лет мир не занимался вводом чистых источников энергии, выбросов было бы примерно в три раза больше, чем регистрируется в настоящее время.

Общий уровень выбросов включает выбросы от сжигания ископаемого топлива для получения энергии, а также выбросы от промышленных процессов, таких как производство цемента и сжигание нефти и попутного газа в факелах. К тому же на уровень выбросов оказала серьёзное влияние погода, а именно — засухи, которая резко сократила выработку гидроэлектростанций в США, ЕС, Индии и Китае. Взамен этих чистых источников энергии пришлось жечь уголь, газ и нефть, что привело к увеличению выбросов углекислого газа примерно на 170 млн т или примерно на 40 % от общего увеличения выбросов в прошлом году.

Только в Китае по причине засухи пришлось увеличить выбросы от сжигания ископаемых ресурсов на 5,2 % в год. Тем не менее в стране быстро развивались более чистые источники энергии. На долю Китая, например, пришлось около 60 % созданных во всём мире новых мощностей солнечных и ветряных электростанций. Однако этого оказалось недостаточно, чтобы покрыть увеличение на 6,1 % спроса на энергию, поскольку экономика Китая росла за счёт множества секторов, включая строительство.

В США, напротив, выбросы от производства энергии от сжигания ископаемого топлива сократились на 4,1 %, несмотря на рост экономики на 2,5 %, поскольку низкие цены на газ помогли стране выработать больше электроэнергии из газа, а не угля. Выбросы от производства энергии в ЕС сократились почти на 9 %, тогда как экономический рост составил 0,7 %. Прирост выработки энергии в Европе произошёл преимущественно благодаря силе ветра.

Производство электроэнергии из угля и газа в ЕС упало на 27 % и 15 % соответственно, сообщили в МЭА, добавив, что впервые их обогнала энергия ветра.

«Пандемия, энергетический кризис и геополитическая нестабильность — всё это потенциально могло подорвать усилия по созданию более чистых и безопасных энергетических систем, — резюмировали в агентстве. — Вместо этого мы наблюдаем обратное во многих экономиках». Но расслабляться рано — это факт.

В журнале Science Advances вышла статья исследователей Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) и NASA, в которой учёные предложили средство для сдерживания роста нагрева Земли. Решение не отменяет необходимости снижать парниковые выбросы, но может стать одним из методов сдерживания неуклонного роста температуры на поверхности планеты.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Так, временным или вспомогательным методом для сдерживания климатических изменений может быть осушение верхних слоёв атмосферы. Технически это можно сделать уже сейчас. Для этого достаточно разбрасывать с самолётов лёд на высоте 17 км — чуть ниже стратосферы. Лёд охладит поднимающийся на высоту с потоками воздуха влажный водяной пар и превратит его в осадки.

Расчёты показали, что если каждую неделю распылять по 2 т льда, то это примерно на 5 % снизит нагрев планеты от последствий, связанных с выбросом углекислого газа. На самом деле — это очень небольшое влияние на климат Земли, поэтому предложенный метод надо рассматривать не как альтернативу для сохранения темпов углеродных выбросов, а как возможность немного затормозить катастрофические изменения климата.

Учёные подчёркивают, что они лишь предлагают концепцию для обсуждения. Несомненно, она подлежит более тщательному анализу, прежде чем её начнут реализовывать. Одно дело работать в лаборатории, другое дело — на улице. Случиcь что-то неожиданное, назад можно уже не повернуть. Поэтому не участвующие в проекте учёные осторожно встретили предложение по вмешательству в глобальные атмосферные процессы. Кроме того, такие вещи необходимо обсуждать в ООН или в профильных международных организациях. Планета, как ни как, это наш общий дом и хорошо бы принимать коллегиальное решение по его обустройству.

Google объявила о партнёрстве с некоммерческим Фондом защиты окружающей среды (EDF) для составления карт нефтегазовой инфраструктуры и источников выбросов метана. В марте EDF планирует запустить свой спутник MthanSAT, который будет отслеживать выбросы метана, обладающего более сильным парниковым эффектом, чем углекислый газ. Google применит ИИ для идентификации объектов нефтегазовой инфраструктуры и создания глобальной карты источников загрязнения.

Источник изображений: Google

«Инфраструктура быстро меняется, и поддержание такой карты в актуальном состоянии требует постоянного ввода данных. Но это именно та область, где мы накопили большой опыт, — считает руководитель группы Google Geo Sustainability Яэль Магуайр (Yael Maguire). — Эта информация невероятно ценна для энергетических компаний, исследователей и государственного сектора, поскольку позволяют прогнозировать и снижать выбросы метана».

В то время как многие правительственные организации и частные компании в борьбе с изменением климата сосредоточены на углекислом газе, образующемся в результате сжигания ископаемого топлива, на сегодняшний день именно выбросы метана внесли почти 30 % вклада в глобальное потепление на планете. Метан является основным компонентом так называемого природного газа и регулярно просачивается по всей длине цепочек его поставки от скважин до трубопроводов и газовых приборов. Свалки и животноводство также являются крупными источниками загрязнения метаном.

В первые 20 лет после попадания в атмосферу парниковый эффект от метана проявляется в 80 раз сильнее, чем от CO₂. К счастью, продолжительность нахождения метана в атмосфере гораздо меньше, чем у углекислого газа, действие которого растягивается на сотни лет. Учёные полагают, что предотвращение загрязнения метаном может оказать ощутимое и, что самое важное, немедленное влияние на стабилизацию климата. «Время имеет значение. Если мы действительно быстро и резко сократим выбросы метана, мы сможем значительно снизить темпы потепления в ближайшие десятилетия», — заявил главный научный сотрудник EDF Стивен Гамбург (Steven Hamburg).

Исследования EDF и других групп показали, что многие страны, включая США, значительно занижают количество утечек метана из нефтегазовой инфраструктуры. В качестве решения EDF запустила инициативу MthanSAT, которая получила поддержку множества известных спонсоров. В частности, EDF сотрудничает с Космическим агентством Новой Зеландии, что делает MthanSAT первой космической миссией страны, финансируемой государством. В 2020 году «Фонд Земли» Джеффа Безоса (Jeff Bezos) выделил EDF $100 млн на поддержку программы MthanSAT.

Запуск спутника миссии MthanSAT планируется произвести при помощи ракеты SpaceX Falcon 9 в следующем месяце. Совершая 15 витков вокруг Земли в сутки, спутник будет измерять уровни выброса метана в крупнейших нефтегазодобывающих регионах мира. Алгоритмы на базе Google Cloud позволят EDF отслеживать общий объём выбросов. В этой миссии EDF сотрудничает с «Центром астрофизики» — совместным проектом Гарварда и Смитсоновского института.

Уже в этом году первые данные, собранные MthanSAT, станут доступны исследователям и политикам через веб-сайт MthanSAT и Google Earth Engine, облачную платформу геопространственных данных компании. «К концу 2025 года у нас должна быть очень чёткая картина в глобальном масштабе по всем основным нефтегазовым бассейнам мира», — говорит Гамбург.

Google уже оказывала содействие EDF в прошлом: в 2013 году компания разместила датчики для определения утечек метана на своих автомобилях Street View. Теперь Google приступает к созданию одной из самых подробных карт мировой нефтегазовой инфраструктуры и источников загрязнения метаном. ИИ обучен обнаруживать площадки скважин, насосные станции, резервуары для хранения и другую инфраструктуру ископаемого топлива. Эти данные помогут идентифицировать источники загрязнения и затем принять меры по снижению утечек. На сегодняшний день в США на утечки уходит примерно 1 процент годовой добычи газа, что составляет 6,5 миллионов тонн метана в год.

­К сожалению, устранения этих утечек недостаточно для достижения глобальных климатических целей. По мнению радикальных экологов, только переход на чистую энергию может остановить изменение климата. Идя навстречу их требованиям, Google пообещала прекратить создание специальных инструментов ИИ для увеличения добычи нефти и газа. Однако защитники окружающей среды не удовлетворены и требуют от Google разорвать все существующие контракты с компаниями, работающими на ископаемом топливе.

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.

«Ведомости» сообщили, что Госкомиссия по запасам полезных ископаемых оценила потенциал России по хранению углекислого газа (CO₂). В стране можно захоронить до 4,6 гигатонн (Гт) этого парникового газа. Это позволит не только утилизировать собственные выбросы CO₂, но также поможет странам-партнёрам использовать такие ресурсы в своих целях. В конечном итоге это также поможет России стать углеродно нейтральной к 2060 году, на что нацелены власти страны.

Источник изображения: Pixabay

Регулятор призывает развивать не только проекты по улавливанию и хранению углекислого газа (carbon capture and storage technology, CCS), но также уделять внимание программам по его последующей утилизации (CCUS). По данным на октябрь 2022 года, в России запущены 10 новых проектов по изучению возможностей улавливать и хранить углекислый газ. До 2030 года часть из них планируют реализовать «Роснефть», «Газпром нефть», «Лукойл», «Новатэк», «Еврохим», «Северсталь» и другие российские компании из разных секторов.

Указанные компании намерены сокращать углеродный след в производственных процессах, модернизируя оборудование и улучшать техпроцессы, а также собираются воплощать в жизнь проекты, не связанные непосредственно с производством. Например, «Северсталь» планирует реализовать в Вологодской области проект по обводнению ранее осушенных болот. Восстановленные болота смогут «улавливать» до 12 млн т углекислого газа в год, а это почти половина выбросов Череповецкого металлургического комбината.

К таким мерам по «озеленению» производства компании подталкивают международные законодательные инициативы и решения властей России. В частности, на Сахалине начат эксперимент, в рамках которого уже определены штрафы за превышение квот на выбросы парниковых газов. В Европейском союзе будет введён трансграничный углеродный налог на импорт в страны ЕС углеродоёмкой продукции. Его начнут взимать с 1 января 2026 года. Налог будет касаться поставок в Евросоюз стали, труб, цемента, алюминия, удобрений и электроэнергии. Ранее Минэкономразвития оценил потери России от введения этого налога на уровне $7,6 млрд, но введённые в 2022 году против России санкции внесли коррективу в эти опасения.

На ближайшие годы для России опасность трансграничного углеродного налога на импорт в ЕС потеряла свою актуальность. Поставки переориентировались на Китай и страны глобального Востока. Но в перспективе Китай и другие страны Юго-Восточной Азии потенциально способны также ввести трансграничный углеродный налог на импорт, поэтому России необходимо готовиться к этому заранее.

Одними из первых по-настоящему масштабные проекты по улавливанию углекислого газа из атмосферы начали реализовать в США. Промышленность России, по некоторым оценкам, ежегодно выбрасывает в атмосферу до 1,7 Гт углекислого газа. Международная торговля заставляет изменить отношение к этой практике и чем раньше это будет сделано, тем меньше потерь понесёт экономика Российской Федерации.

Портал «Глобальная энергия» со ссылкой на аналитиков Ember сообщил, что по итогам 2022 года выбросы парниковых газов в энергетике достигли нового исторического максимума — 12,43 млн т эквивалента CO₂. К счастью, эксперты отмечают снижение удельной углеродоёмкости генерации — это означает, что энергетика понемногу «зеленеет».

Источник изображения: НИТУ МИСИС

В период с 2021 по 2022 год выбросы парниковых газов в энергетике выросли на 1,3 %. За тот же период удельная углеродоёмкость генерации снизилась на 1,1 % или до 436 г эквивалента CO₂ на каждый кВт•ч выработки. Подобную картину специалисты наблюдают в течение последних 20 лет. Один параметр растёт (к сожалению, довольно быстро), а другой — снижается. Так, с 2000 года по 2022 год выбросы парниковых газов в мире выросли на 78 %. На этом фоне за тот же период средний объём выбросов при выработке 1 кВт•ч электроэнергии снизился на 6 % или с 466 до 436 г CO₂-эквивалента.

За указанный период прирост потребления электроэнергии в мире вырос на 90 %, что и стало причиной увеличения выбросов, ведь главный упор был на быстрое получение электричества, что возможно только в случае использования дешёвого ископаемого топлива. Особенно проявил себя Азиатско-Тихоокеанский регион, где бурный рост экономик породил волну строительства, прежде всего, угольных электростанций. Так, только на долю Китая и Индии в период с 2000 по 2022 годы пришлось 81 % общемирового ввода мощностей угольных электростанций (1221 из 1500 ГВт).

Сегодня в Азиатско-Тихоокеанском регионе ежегодная потребность в электричестве достигает внушительных 13 546 ТВт•ч. Это сопоставимо с приростом потребления электроэнергии во всём мире за последние 20 лет.

США тоже не отставали в вопросе наращивания генерации от ископаемых источников, но в основном строили электростанции на газе. Потребление электричества в США с 2000 по 2022 годы выросло на 13 % (до 4338 ТВт•ч). За это время в стране ввели в эксплуатацию мощности объёмом 179 ГВт, что составило 19% от мирового объёма. В Китае, для сравнения, за то же время ввели в строй 107 ГВт мощностей или 11 % от общемирового объёма. Тем самым выбросы парниковых газов в США выросли к 2022 году с 301 млн т CO₂-эквивалента в 2000 году до 828 млн т в 2022 году.

Снижение углеродоёмкости, которое шло параллельным курсом, произошло за счёт введения чистой энергетики от ветряков и солнечных ферм до гидроэлектростанций и генерации с помощью других чистых или возобновляемых ресурсов. В 2000 году на ветровые и солнечные фермы приходилось 0,2 % глобальной выработки электроэнергии, в 2022 году — уже 12 %. В целом доля низкоуглеродных источников за это время выросла с 35,8 % до 39,1 %, а доля генерации на ископаемом топливе упала с 64,2 % до 60,9 %.

Из представленной отчётности можно заключить, что мир медленно и неуверенно идёт к цели стать углеродонейтральным к 2050 году или около того. В этой связи специалисты начинают бить тревогу — мы не успеваем решить проблему, и это станет катастрофой для следующих поколений.

«Мировое сообщество не имеет реальных возможностей для ограничения роста температуры в пределах 2,0 °С и тем более 1,5 °С; эти возможности не станут доступными, если рост населения мира не будет приостановлен в течение жизни текущего или следующего поколения», — утверждает Александр Клименко, соавтор исследования, академик РАН, профессор, д.т.н., ведущий эксперт центра компетенций НИТУ МИСИС. Но это уже другая, хотя и довольно пугающая история.

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.

Несмотря на массовое внедрение новых электромобилей и гибридов, мировая автомобильная промышленность все ещё очень далека от достижения целей Парижского соглашения по снижению содержания углекислого газа в атмосфере. Такой вывод сделан в новом климатическом отчёте глобальной консалтинговой фирмы Kearney, подготовленном по заказу двух автопроизводителей.

Источник изображения: Rivian

Парижское соглашение в рамках конвенции ООН об изменении климата регулирует меры по снижению содержания углекислого газа (СО₂) в атмосфере с 2020 года. Соглашение было подготовлено взамен Киотского протокола в ходе Конференции по климату в Париже и подписано 222 странами. Цель соглашения — «активизировать осуществление» Рамочной конвенции ООН по изменению климата, удержать рост глобальной средней температуры «намного ниже» 2 °C и «приложить усилия» для ограничения роста температуры величиной 1,5 °C. Участники соглашения объявили, что пик выбросов СО₂ должен быть достигнут «настолько скоро, насколько это окажется возможным».

На данный момент почти каждая автомобильная компания взяла на себя обязательство потратить следующие несколько лет на добавление в свой модельный ряд электрических и гибридных автомобилей и, в конечном итоге, полностью отказаться от двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Источник изображения: Kearney

Но в новом климатическом исследовании Kearney, опубликованном на этой неделе, у производителей электромобилей Rivian и Polestar есть более мрачное сообщение: одной электрификации транспорта будет недостаточно. Самая большая проблема заключается в том, что автопроизводители в первую очередь сосредоточились на сокращении выбросов выхлопных газов автомобилей, но ведь выбросы производятся и в процессе производства составных частей и самих электромобилей, да и в процессе логистики. Поэтому автомобильной промышленности нужно прикладывать больше усилий для снижения уровня выбросов — одного лишь выпуска электромобилей недостаточно.

Довольно необычно, когда два конкурента — американский стартап Rivian, специализирующийся на электрических пикапах и внедорожниках и бренд электромобилей Polestar шведской Volvo — объединяют усилия для борьбы за охрану окружающей среды.

«Обе наши компании ранее были разочарованы отсутствием честного, основанного на реальных исследованиях и научных данных пути для того, чтобы автомобильная промышленность смогла соответствовать Парижским соглашениям об ограничении повышения средней температуры в 1,5 °C. Мы чувствовали, что движемся слишком медленно, — прокомментировала содержимое отчёта Kearney пресс-секретарь Polestar Эллен Бруме (Ellen Broomé). — И это первый раз, когда кто-либо из нас видел отчёт, в котором подсчитывался остаточный углеродный баланс для автомобильной промышленности и то, что потребуется, чтобы выйти на правильный путь. Результаты были шокирующими и отрезвляющими. Стало действительно ясно, что одной электрификации будет недостаточно и что нам нужны срочные и коллективные меры по борьбе с изменением климата».

Источник изображения: Polestar

Два автопроизводителя заявили, что отчёт был передан нескольким «ведущим» автопроизводителям перед его выпуском, и им также было предложено обсудить его выводы для возможного будущего сотрудничества. Каким конкретно компаниям был передан отчёт, представители Rivian и Polestar не сообщили. Информации об ответной реакции автопроизводителей также пока не поступало.

«Это не обещание или форум для бесконечных дискуссий, а возможность для автопроизводителей признать данные и вместе начать действовать там, где они могут. Важно, чтобы мы начали действовать сейчас», — добавила Бруме.

Автомобильная промышленность уже не в первый раз предстаёт в глазах аналитиков отстающей в достижении климатических целей, даже несмотря на активный переход на электромобили. Буквально на прошлой неделе некоммерческий Международный совет по чистому транспорту опубликовал технический документ, в котором говорится, что электромобили должны будут составлять две трети всех продаж легковых автомобилей в США в 2030 году, чтобы достичь парижских целей, что намного превышает план администрации Байдена достичь 50-процентных продаж электромобилей в текущем году.

Источник изображения: everypixel.com

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) заявила, что все выбросы парниковых газов должны быть сокращены на 43 % к 2030 году, чтобы соответствовать парижским соглашениям. При этом, согласно отчёту, только автомобильная промышленность, по прогнозам, превысит эти ограничения как минимум на 75 % к 2050 году.

Отчёт Kearney основан на общедоступных данных и почти полностью рассматривает доминирующие транспортные средства с аккумуляторными батареями, не учитывая другие экологически чистые технологии, такие, как водородные топливные элементы. В отчёте показано, насколько агрессивным должно быть внедрение электромобилей в ближайшие годы, чтобы укладываться в решения парижских соглашений. Для этого доля электромобилей должна составить почти 100 процентов от всех новых автомобилей, проданных к 2032 году — практически невыполнимая цель. Для сравнения, более консервативная рекомендация Международного энергетического агентства требует, чтобы к 2030 году доля электромобилей составила 60 % для достижения нулевых выбросов СО₂ к 2050 году.

«Помимо огромных операционных препятствий, которые необходимо преодолеть, такой уровень амбиций и радикальное ускорение также вызовут значительные социально-экономические последствия, которые различаются в зависимости от региона, создав проблемы, особенно в регионах с высокой плотностью населения и относительно низким доходом», — отмечается в отчёте. Средняя стоимость нового электромобиля в конце прошлого года составляла около 65 000 долларов.

Источник изображения: everypixel.com

Существует и оборотная сторона медали — сокращение выбросов от электрогенерирующих компаний, которые служат источником энергии для электромобилей, что ранее считалось прерогативой энергетических компаний, а не автопроизводителей. Тем не менее, автомобильные компании «действительно предлагают потребителям значительные возможности повлиять на их поведение», говорится в исследовании, например, инвестиции автопроизводителей в компании по производству экологически чистой энергии или создание новых предприятий в этой области.

Но больше всего работы автопроизводителям предстоит в области цепочек поставок. В то время как сами электромобили производят гораздо меньше выбросов на протяжении жизненного цикла, чем автомобили с ДВС, дополнительные ресурсы, связанные с производством аккумуляторов, увеличивают выбросы цепочки поставок на 35–50 процентов по сравнению с производством классических автомобилей с ДВС, говорится в исследовании.

Источник изображения: Kearney

«Самый большой след приходится на батареи, сталь, железо и алюминий, используемые в транспортных средствах, а точнее на количество и тип энергии, используемой в производстве», — говорится в исследовании. Для достижения парижских климатических целей потребуется, чтобы почти все производственные процессы использовали экологически чистую энергию, включая добычу и переработку материалов для аккумуляторных батарей.

Автопроизводители в ближайшие несколько лет будут работать над сокращением общих выбросов, используемых при производстве аккумуляторов, при этом в значительной степени модернизируя материалы, используемые при их производстве. В исследовании содержится призыв к автопроизводителям принять универсальные стандарты для коллективной работы над достижением этих целей.

Многие автопроизводители уже работают над сокращением выбросов по всем направлениям, а не только над переходом на автомобили с батарейным питанием. BMW, например, объявила о целях в области устойчивого развития, которые включают в себя увеличение количества переработанных и повторно используемых материалов, используемых для производства, и снижение общего объёма выбросов углерода на 40 % к концу этого десятилетия. General Motors заявляет, что к 2025 году она сможет работать на 100 % возобновляемых источниках энергии. Mazda планирует сделать свои заводы углеродно-нейтральными к 2035 году.

На данный момент, многие автопроизводители предпочитают выпускать электрические внедорожники и пикапы — отчасти потому, что их более высокие ценники помогают финансировать революцию электромобилей — даже несмотря на то, что эти автомобили менее экологичны из-за их более высоких потребностей в зарядке и дополнительных ресурсов, необходимых для производства.

Для Polestar и Rivian планы по продвижению предложений, содержащихся в отчёте Kearney, включают проект климатически нейтрального автомобиля Polestar к 2030 году и собственную сеть быстрой зарядки Rivian, работающую на возобновляемых источниках. Представитель Rivian Гарри Портер (Harry Porter) также сообщил, что автопроизводитель инвестирует в проекты по возобновляемым источникам энергии, включая проект солнечной энергетики в Теннесси.

Источник изображения: pexels.com

«Каждый год, который проходит без значительных сокращений выбросов, — это упущенная возможность и неудача, после которой нам придётся работать ещё усерднее, — говорится в заключении отчёта Kearney. — Нужно собраться вместе, чтобы разработать план решения этой проблемы и реализовать этот план как можно быстрее».

Источник изображения: Polestar

«Чего люди, кажется, не понимают, так это того, что речь идёт не о спасении планеты, а о спасении нашей цивилизации, нас самих. Планета уже бывала опустошена несколько раз в своей истории, и она всегда восстанавливалась. Безусловно, эти катаклизмы преобразили её, но она продолжает существовать. И продолжит после того, как закончится наша цивилизация» — так прокомментировал отчёт один из читателей.

Управление научно-технической политики (OSTP), входящее в состав Исполнительного офиса президента США, выступит координатором пятилетнего плана исследований, призванного изучить возможность изменить отражающую способность атмосферы Земли для снижения негативного эффекта от глобального потепления — такие разработки называются «солнечной геоинженерией».

Источник изображения: James Day/unsplash.com

План исследований предусматривает оценку последствий потенциального вмешательства в климат, включая распыление специальных аэрозолей в стратосфере для отражения солнечного света в космос и того, какие последствия это может иметь для всей планеты.

Некоторые технологии, вроде распыления в атмосфере диоксида серы, способны сами по себе нанести вред окружающей среде и здоровью людей. Тем не менее учёные считают, что человечество, которое, похоже, «перевыполнит» планы углеродных выбросов весьма скоро, должно оценить, какая перспектива более рискованна — с учётом возможного катастрофического перегрева атмосферы из-за парникового эффекта. Впрочем, даже сторонники плана изменения отражающей способности атмосферы Земли не считают его финальным решением всех проблем и подчёркивают важность снижения уровня выбросов. Если подобные меры и смогут быть решением проблемы, то только временным.

Известно, что план по изменению отражающей способности предлагался для рассмотрения ещё в 1965 году президенту США Линдону Джонсону (Lyndon Johnson), тогда изменение отражающей способности на 1 % оценивалось приблизительно в $500 млн ежегодно — не очень много для Земли даже по ценам тех лет. По современным оценкам, подобные изменения обошлись бы в $10 млрд в год.

Базовый доклад Национальной академии наук, инженерии и медицины США (NASEM) допускает три вида изменений: разбрызгивание аэрозоля в стратосфере, «отбеливание» облаков над океанами и истончение перистых облаков. Первый способ предусматривает разбрызгивание эффективного аэрозоля из диоксида серы с летательных средств на высоте 10-30 км — этот способ, как показывают извержения вулканов с высоким содержанием соответствующего вещества, действует почти немедленно.

Источник изображения: CHUTTERSNAP/unsplash.com

Отбеливание облаков над океаном предусматривает повышение их отражающей способности с помощью морской соли, но эффект от таких технологий слишком кратковременный и незначительный. Наконец, истончение перистых облаков позволит части тепла покинуть поверхность Земли. Строго говоря, технология не относится к «солнечной геоинженерии», но тоже связана с манипуляциями атмосферой.

Уже известны и риски подобных технологий. Например, диоксид серы может помешать восстановлению озонового слоя, а в перспективе подобный аэрозоль вернётся на Землю в виде кислотного дождя. Кроме того, это может вызвать многочисленные респираторные заболевания у населения планеты.

Как сообщает портал CNBC, стоит взвесить, какие из эффектов хуже — последствия применения диоксида серы или глобальное потепление. По мере того, как температура на планете становится всё выше, возрастает и опасность глобальной катастрофы. По мнению экспертов, объёма уже выделенного углекислого газа достаточно для того, чтобы температура на планете оставалась высокой ещё в течение сотен лет — даже если прекратить выбросы немедленно.

Некоторые противники инициативы называют повышение отражающей способности атмосферы «моральной угрозой», поскольку предлагается относительно простое решение, альтернативное снижению уровня выбросов. Сторонники подчёркивают, что одно не исключает другого, и чрезвычайно важно продолжать исследования в данном направлении. Кроме того, многие опасаются, что на фоне сильных климатических изменений попытку «управления» солнечным светом может предпринять одна из стран в одностороннем порядке без достаточных исследований. Как сообщает CNBC со ссылкой на одного из экспертов, вероятность того, что в следующие 20 лет нечто подобное предпримет одна из развитых стран, превышает 90 %. Другие эксперты называют такую вероятность стопроцентной — после того, как миллионы человек начнут умирать от изменения климата, поэтому исследования необходимо проводить уже сейчас, чтобы быть готовыми провести эффективную «десоляризацию» в будущем.

Недавно сообщалось, что компьютерное моделирование позволило установить возможную причину вымирания гипотетических марсианских микроорганизмов. Их жизнедеятельность могла вызвать климатические изменения, погубившие их самих.

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.