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.