Спасение планеты или убийство? Ученые не знают, куда деть парниковые газы

Выбросил — убери за собой

К концу столетия средняя глобальная температура воздуха на Земле повысится на полтора и более градусов Цельсия по сравнению с тем, что было в конце XIX века. Такой сценарий Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) считает весьма вероятным и даже неизбежным. Глобальное потепление приведет к существенным изменениям в биосфере, повышению уровня океана и серьезным последствиям для человечества.

Обнародованный на днях доклад МГЭИК посвящен тому, можно ли этого избежать и как именно, а если нет, то как приспособиться. Проблема в том, что вариант адаптации не всех устраивает. Многие люди лишатся своих домов, земель, привычного образа жизни. Поэтому политики особенно уязвимых к изменению климата стран призывают к активным действиям уже сейчас. 
 
Главное — снижать промышленные выбросы парниковых газов и в идеале свести их к нулю, полагает большинство ученых. В качестве дополнительных мер предлагают технологии удаления излишка CO2 — промышленность производит больше всего именно этот парниковый газ. В крайнем случае можно подумать об инженерном воздействии на климат, например, частично отводить от планеты солнечное тепло, компенсируя таким образом парниковый эффект.

Инженерные эксперименты с климатом еще не начинались, и вряд ли к ним приступят в ближайшем будущем, а вот технологии очистки атмосферы от углекислого газа действуют около трех десятков лет. В специальном докладе МГЭИК им отведена особая роль. Подчеркивается, что технологии улавливания подходят для любого варианта борьбы с глобальным потеплением. Их эффективность не доказана, и потому делать на них ставку рискованно, отмечают эксперты, но это не повод отказываться от подобных проектов.

Недра все стерпят

Швейцарская фирма Climeworks запустила в Италии завод по удалению из атмосферы CO2. Гигантские турбины прокачивают воздух через фильтры, отделяя углекислый газ. Одновременно щелочной электролизер получает 240 кубометров водорода в час, используя излишки энергии солнечных батарей. Далее из CO2 и водорода производят сжиженный метан, который идет на топливо для грузовиков.

Завод рассчитан на удаление 150 тонн углекислого газа в год — это, конечно, капля в море на фоне десятка гигатонн в год, поступающих в атмосферу от сжигания ископаемого топлива. В книге «Потенциальная роль удаления CO2 из атмосферы методами инженерии климата для стабилизации его концентрации на приемлемом уровне», изданной Институтом глобального климата и экологии Росгидромета, приводятся такие данные: из атмосферы нужно удалить 1,2 тысячи гигатонн углекислого газа, чтобы снизить его содержание до некритического уровня (350 миллилитров CO2 в кубометре воздуха).

Более мощные технологии подразумевают закачку углекислого газа в подземные хранилища, откуда невозможны утечки. Лидер этого направления — норвежская нефтегазовая компания Statoil, добывающая метан на шельфовом месторождении Слейпнир (Sleipner) в Северном море. Углекислый газ поступает из недр попутно, и обычно его сжигают. А норвежцы закачивают его обратно в недра: в пласт пористых песчаников на глубине восьмисот метров ниже дна моря.

Ученые мониторят подземное хранилище Слейпнир более двадцати лет, анализируя его форму и размеры с помощью геофизических методов. С 2014 года туда поступает газ еще и с месторождения Гудрун. В хранилище уже десятки миллионов тонн CO2. Пласт непроницаемых горных пород надежно защищает от утечек.

Общественность против

Крупные подземные хранилища CO2 есть в Европе, Канаде, Алжире. И хотя с ними не возникало никаких проблем, общественность относится к данной технологии с большой настороженностью. Многие такие проекты в Европе свернули, хотя Европарламент их одобрил, обозначив цель: на 15 процентов сократить выбросы промышленных газов.

В 2012 году в Германии приняли закон, разрешающий подземные хранилища парникового газа. Но начались протесты — и политики дали задний ход. По той же причине от нового хранилища (Хальтен) отказались и в Норвегии.

Перспективно, дорого

Люди опасаются, что закачанный в недра газ, вырвется на поверхность, вызвав массовое отравление и большие разрушения.

Внедрению подземных хранилищ газа в мире препятствуют дороговизна, отсутствие инфраструктуры и то, что результата придется ждать десятки лет. Пока эта технология доступна лишь крупным добывающим фирмам и требует государственной поддержки.

Например, Climeworks предлагает закачивать углекислый газ в базальты в Исландии на километровую глубину. Опыты показали, что за два года газ входит в состав минералов. Таким образом из хранилища утечки будут исключены. Однако высокая стоимость тормозит развитие проекта. 

Завод по улавливанию выбросов может быть выгоден, если он расположен около крупной ТЭЦ, где сжигают уголь. Хотя во многих случаях дешевле отказаться от него и перейти на природный газ.

Наиболее привлекательно улавливать CO2 от завода по сжиганию биомассы, поскольку он обеспечивает так называемую «негативную эмиссию». 

Дело в том, что при сжигании биомассы, то есть отходов деревообрабатывающей, сельскохозяйственной, пищевой промышленности, выброс парниковых газов не увеличивает их объем в атмосфере. В круговорот просто возвращается CO2, взятый оттуда растениями для фотосинтеза. Если же эти выбросы изымать, то природный баланс окажется негативным, и произойдет небольшая компенсация того, что поступает от сжигания ископаемого топлива. 

Углекислый газ можно закачивать в нефтяные или газовые пласты, чтобы повысить их отдачу, когда месторождение близко к исчерпанию. Но это не очень эффективно. Гораздо выгоднее применять для этих целей азот или специальные смеси, которые не растворяются в углеводородах и вытесняют их.

Из уловленного углекислого газа пытаются делать карбонаты — это недорого и технологически несложно. Проблема в том, что их, как и сам углекислый газ, некуда девать. Хранить в виде отвалов — идея в наши дни сомнительная.

Спорным представляется предложение хранить сжиженный углекислый газ на дне океана.

Пока в климатических прогнозах присутствует некоторая неопределенность. Температура в среднем на планете повысилась примерно на один градус за полтора столетия. Что будет через тридцать, пятьдесят, восемьдесят лет? Еще полградуса или три? Судьба улавливания и хранения парниковых газов определится, когда в этом вопросе возникнет ясность. Эксперты ожидают массового использования таких технологий к 2070 году.