На фоне климатического саммита COP29 издание Bloomberg опубликовало статью о перспективах борьбы с надвигающимся изменением климата. Через пять лет будет достигнут рубеж, поставленные цели для которого, по-видимому, уже не будут достигнуты или потребуют утроения сил и средств для их достижения. Это делает задачу победить к середине века климатические изменения более сложной, но продолжать попытки надо, ведь на кону — жизни людей и экономика стран.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

В 2023 году, как показывают научные исследования, выбросы углекислого газа снова достигли исторического максимума. Это произошло, несмотря на массу усилий правительств, компаний и организаций. Значительная доля выбросов парниковых газов приходится на США. Выбор президентом этой страны Дональда Трампа будет означать сворачивание многих экологических инициатив, о чём этот кандидат неоднократно заявлял во время своих предвыборных выступлений. Иными словами, к 2030 году ситуация с экологией в США вряд ли улучшится и, скорее всего, станет только хуже.

Потепление климата угрожает не только здоровью и жизни людей (как напрямую от перепадов температуры, так и косвенно от стихийных бедствий и неурожаев), но также грозит экономике. По оценке некоммерческой организации CDP (Carbon Disclosure Project), повышение температуры на 1 °C приведёт к сокращению мирового валового внутреннего продукта на 12 %.

Реализованные и поставленные цели. Источник изображения: Bloomberg

По оценкам Международного энергетического агентства, в период с 2010 по 2023 год мощность солнечной энергии увеличилась примерно в 40 раз, а ветроэнергетика — примерно в шесть раз. Ещё больше предстоит сделать за оставшиеся пять лет, чтобы наверстать ранее упущенное. Так, в 2023 году во всём мире было добавлено около 0,5 ТВт возобновляемой энергии, а это означает, что к 2030 году необходимо добавить ещё 7,3 ТВт зелёной энергии. Для сравнения, в 2023 году во всём мире было выработано чуть менее 9 ТВт энергии от всех источников, включая «грязные». Таким образом, ВИЭ к 2030 году должны составить свыше 80 % от общемировой выработки. Для реализации этого плана ежегодно нужно будет вкладывать в сектор не менее $1 трлн, а не $623 млн или около того, как в 2023 году.

Китай впереди планеты всей

Лидером в развёртывании возобновляемых источников энергии является Китай. Индия и ряд других стран с развивающейся экономикой также стремятся быть в авангарде внедрения зелёных мощностей. Потребление электричества растёт во всём мире — это тенденция, которую необходимо учитывать при планировании в сфере энергетики.

Обещали сокращать выбросы, но не смогли, виноват ИИ

Существенный удар по климатической повестке нанёс искусственный интеллект. С ростом мощностей платформ ИИ и центров обработки данных (ЦОД) потребление энергии лидерами технологической отрасли резко возросло. Ведущие компании, такие как Google, Meta✴, Alphabet, Amazon, Microsoft и Apple, забыли о собственных обещаниях и климатических целях, увеличив или перестав сдерживать потребление энергии в заявленных ранее объёмах. Заявлено, что это вынужденная мера в краткосрочной перспективе. Вскоре «поумневший» ИИ найдёт способ избежать глобального потепления климата; нужно лишь увеличить его мощность и дождаться нужного результата. К чести IT-компаний, они всё же покупают чистую энергию в некотором объёме и ищут способы получать её по более доступной цене, чем ископаемую.

По последним данным, выбросы Google выросли примерно на две трети по сравнению с 2020 годом, а Meta✴ сообщает об увеличении выбросов примерно на 64 %. Потребление электроэнергии центрами обработки данных владельца Facebook✴ по всему миру в 2023 году возросло более чем на треть, почти до 15 млн МВт·ч, и утроилось с 2019 года. С 2020 года выбросы углекислого газа корпорации Microsoft увеличились более чем на 40 %.

Напротив, Amazon сообщила о снижении уровня загрязнения окружающей среды за последние два года, хотя компания столкнулась с критикой за счёт приобретения кредитов на использование возобновляемых источников энергии. Между тем, Apple заявляет, что усилия по внедрению более экологически чистых источников энергии в производство и улучшению переработки отходов позволили сократить выбросы с 2015 года более чем наполовину.

Договорённость не вырубать леса остаётся на бумаге, произведённой из вырубленной древесины

Значительным успехом в 2021 году стала договорённость лидеров 130 стран, на долю которых приходится 90% лесов в мире, о скорейшем прекращении вырубки этого ресурса. Леса поглощают углерод, не позволяют увеличивать площади под сельхозкультуры и, если не используются как топливо, также снижают углеродный след. Однако фактически леса продолжают вырубаться всё более высокими темпами, и ни о каком сокращении речь не идёт. Попытки ввести санкции и торговые ограничения за вырубку лесов были встречены в штыки торговыми партнёрами и фермерами. Необходимо ужесточить законодательство в этой сфере, но национальные правительства тормозят решение данного вопроса.

Согласно оценкам аналитиков, в 2023 году было уничтожено около 6,4 млн гектаров лесов, что на 45% превышает показатель, необходимый для того, чтобы вывести мир на путь достижения цели к 2030 году. Темпы сокращения вырубки должны вырасти гораздо быстрее, чем раньше, однако на это практически нет надежды.

Электромобилей надо продавать больше, но покупать больше их не хотят

Большая надежда на снижение выбросов связана с электромобилями. Их надо продавать больше. Чтобы к 2030 году удержать сектор на нулевом уровне выбросов, на электрические модели должно приходиться 70% покупок новых автомобилей. Это также поможет сократить потребность в 6 млн баррелей нефти в день к 2030 году.

По прогнозам BNEF, в этом году будет продано около 16,6 млн новых электромобилей, а в 2027 году — более 30 млн, что приведёт к трансформации сегмента легковых автомобилей, на долю которого в настоящее время приходится более половины всех выбросов автомобильного транспорта. Если на электромобили не будет субсидий, к 2030 году их доля в продажах новых автомобилей должна составить 45%. Однако для достижения нулевых выбросов эта доля должна быть значительно выше — до 70%, что потребует «умеренных» субсидий.

В то же время автопроизводители столкнулись с негативным отношением к электромобилям, которые по ряду параметров уступают автомобилям с ДВС, но превышают их по цене. Согласно данным BNEF, с конца прошлого года группа из 14 автопроизводителей, на долю которых в 2023 году пришлось более 40% продаж электромобилей, снизила свои общие целевые показатели продаж к 2030 году примерно на 3,3 млн автомобилей. В частности, свои амбиции сократили Mercedes-Benz Group AG, Volvo и даже Tesla, которая к 2030 году планировала выпускать по 20 млн электромобилей, но теперь отказалась от конкретных цифр, предпочитая расплывчатые формулировки «как можно больше».

С защитой биоразнообразия в мире также нет согласия. Для большей определённости была учреждена Куньмин-Монреальская рамочная программа по сохранению биоразнообразия (Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework). Ожидалось, что страны возьмут под охрану до 30% суши, внутренних водоёмов и морей с океанами к 2030 году. Это необходимо, в том числе, для сохранения углерода в почве. Попытки направить усилия в продуктивное русло под эгидой ООН ни к чему не привели. К 2030 году поставленная цель не будет достигнута. Серьёзного стимула для решения этой проблемы нет, как и результата.

Производители тканей не могут сократить производство и потребление воды

Значительные сокращения выбросов, а также снижение потребления воды ожидаются от производителей модной одежды. Цель (вряд ли достижимая) — сократить выбросы парниковых газов к 2030 году на 45%. Однако спрос на дешёвую и модную одежду увеличил мировое производство тканей до 124 млн тонн в 2023 году, а потребление на душу населения почти удвоилось с 1975 года.

Использование воды — это ещё одна серьезная проблема. По данным Всемирного фонда дикой природы, для производства одной хлопчатобумажной футболки может потребоваться до 2700 литров воды — примерно такой же объём необходим для поддержания жизнедеятельности человека в течение 900 дней. Большая группа компаний пообещала сократить потребление на 30 % к 2030 году, хотя в прошлом году потребление воды на технологические процессы выросло. И такая группа не одна — обещают сокращать потребление, а на деле увеличивают.

Выбросы в атмосферу продолжают расти, хотя всем очень хочется их снизить

С контролем уровня выбросов в атмосферу тоже не складывается. Парижское соглашение требует удержать потепление в рамках повышения на 1,5°C по сравнению с доиндустриальным периодом. Для этого к 2030 году ежегодные выбросы в атмосферу в мире должны сократиться на 42%. По факту происходит обратное: в 2023 году выбросы выросли на 1,3%, хотя они должны ежегодно снижаться на 7,5%.

Развитые страны частично справляются со снижением выбросов. Например, группа из 10 крупнейших развитых стран, включая США, Японию и Германию, сократила выбросы на 4,2% в 2023 году, снизив воздействие на окружающую среду до самого низкого уровня с 1970 года. Напротив, среди 10 ключевых стран с формирующейся рыночной экономикой общий показатель выбросов вырос на 4,7%.

Потребление энергии в развивающихся странах быстро растёт, и в большинстве из них энергетические системы по-прежнему зависят от угля и газа, загрязняющих окружающую среду. По прогнозам МЭА, Индия, которая уже является второй по величине страной-потребителем угля, к 2026 году увеличит спрос на электроэнергию быстрее, чем любая другая крупная экономика. При этом Индия не спешит тратить огромные суммы на возобновляемую энергетику, в отличие, скажем, от Китая, который только в первой половине 2024 года инвестировал в ВИЭ 130 млрд долларов. Остальные страны региона Юго-Восточной Азии инвестировали в ту же сферу всего 2,9 млрд долларов. Итогом такой политики безответственности может стать повышение температуры Земли к концу столетия на 2,6–3,1°C.

Авиакомпании в ожидании «устойчивого» топлива живут на закупках использованного растительного масла из закусочных

Ещё одной глобальной проблемой остаётся авиация. Она вносит вклад в выбросы на уровне 2 % ежегодно. Решить вопрос может чистое топливо, которого пока по большому счёту нет. Пока авиация надеется на биодизель, который преимущественно производится из отходов растительного масла. Ряд авиакомпаний надеются довести уровень чистого топлива в расходах на эксплуатацию до 10 % к 2030 году или 24 млн т ежегодно, однако столько отработанного масла рынок не предоставит ни при каком условии. Пока пути решения этого вопроса никому неизвестны.

Это может звучать удивительно, но в США из Китая поставляется отработанное растительное масло, собираемое по закусочным — оно в избытке остаётся после жарки. Именно это масло в основном превращается в биодзель, так необходимый авиации.

Банки, которые должны

Банковский сектор мог бы сделать для климатической повестки больше, чем делает, уверены аналитики. Банкиры с Уолл-стрит должны выделить зелёной экономике $215 трлн к 2050 году. Более того, они должны прекратить финансировать в прежнем объёме сектор ископаемой энергетики. Например, если в 2022 году соотношение инвестиций в ископаемую энергетику и ВИЭ составляло 1 к 0,73, то к 2030 году оно должно составлять 1 к 4. На графике выше представлено, какой банки сколько должен инвестировать в возобновляемую энергетику.

Согласно последнему экологическому отчёту Google, компания прекратила массовые закупки дешёвых углеродных кредитов для компенсации своих выбросов CO₂ и отказалась от углеродно-нейтрального статуса, который декларировала с 2007 года. «Начиная с 2023 года мы больше не поддерживаем операционную углеродную нейтральность» — говорится в заявлении Google. Теперь компания будет стремится достичь реальных нулевых выбросов углекислого газа к 2030 году.

Источник изображений: Pixabay

Судя по всему, Google адаптируется к ужесточению критериев устойчивого развития. «В соответствии с меняющимся рынком, включая более надёжную экосистему удаления углерода, которую мы помогли стимулировать, мы изменили нашу стратегию, — заявил представитель Google. — Мы стремимся избежать или сократить выбросы парниковых газов, чтобы достичь нашей абсолютной цели по сокращению выбросов».

Изменения в стратегии покупки квот на выбросы углерода совпали с продвижением Google и других крупных технологических компаний в области ИИ, который чрезвычайно ресурсоёмок. В результате общий объем выбросов Google, вызывающих потепление на планете, в 2023 году на 48 % выше, чем в 2019 году. За этот период общее потребление энергии удвоилось. Похожая ситуация у Microsoft — её деятельность в области ИИ привела к увеличению выбросов на 30 % по сравнению с 2020 годом.

Углеродно-нейтральный статус должен присваиваться компании, которая уравновешивает свои выбросы с помощью методов, поглощающих такое же количество CO₂ из атмосферы. Однако большинство компаний, заявляющих об углеродной нейтральности, полагаются на сравнительно недорогие компенсации (где один кредит равен тонне выбросов), полученные от «зелёных» проектов, которые утверждают, что защищают леса, используют чистую энергию или предотвращают производство выбросов.

Хотя эти действия теоретически должны помочь справиться с изменением климата, эксперты утверждают, что покупка компенсаций мало влияет на фактическое сокращение выбросов. Многие «зелёные» проекты преувеличивают свои достижения, а большинство электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии, построены на средства от продажи квот. По мнению экспертов, большинство заявлений о нулевом выбросе углерода, как минимум, вызывают сомнения.

В 2022 году Google купила почти 3 миллиона тонн компенсаций, чтобы уравновесить свои прямые выбросы и выбросы от деловых поездок. В отчёте об устойчивом развитии конкретных источников экологических кредитов компания не указывает, но утверждает, что они были проверены «в соответствии с Climate Action Reserve (CAR), Американским углеродным реестром (ACR), проверенным углеродным стандартом (VCS) или методикой ООН».

Теперь Google откажется от массовой покупки компенсаций и сосредоточится на абсолютном сокращении выбросов. В 2022 году Google пообещала выделить $200 млн в фонд стимулирования рынка удаления углерода. В 2024 годe компания заключила контракты на 62 500 тонн с тремя компаниями — Charm Industrial, Lithos Carbon и CarbonCapture — со сроками исполнения между 2024 и 2028 годами. Но это лишь небольшая часть её общих выбросов — прямых и косвенных — которые достигают 14,3 млн тонн углекислого эквивалента в год.

Google официально присоединилась к инициативе Science-Based Targets (SBTi), которая следит за достижением корпоративных целей в области климата и рекомендует компаниям сосредоточиться на сокращении своих выбросов и использовать компенсацию только для небольшой доли остаточных выбросов. «Мы по-прежнему привержены поставленным нами целям в области устойчивого развития, — заявил представитель Google. — Достижение нулевых выбросов к 2030 году — чрезвычайно амбициозная цель, и мы очень усердно над ней работаем. У нас нет ответов на все вопросы, но мы полны решимости».

Google — не единственная компания, меняющая свою стратегию углеродных кредитов. Например, авиакомпания EasyJet и компания по производству напольных покрытий Interface прекратили закупку компенсаций. Подобные решения привели к сокращению этого рынка в прошлом году. Обе компании также получили подтверждение своих климатических целей от SBTi за последние несколько лет.

Эксперты Carbon Market Watch полагают, что «идеальное противодействие выбросам компании является ошибочным занятием. Например, даже если выбросы можно явно устранить, за то время, пока они существовали в атмосфере, они все равно причиняли вред. Хорошо, что компании признают, что сокращение выбросов является приоритетом».

Около половины всей энергии наша цивилизация использует в виде тепла, а не электричества. Поэтому понижение углеродного следа только в сфере генерации не решит стоящих перед человечеством климатических задач. Производство тепла также подлежит декарбонизации и, прежде всего, речь о тепле для энергоёмких производств, таких как выплавка металла или выпуск цемента.

Источник изображений: ETH Zurich/Emiliano Casati

Традиционно до попадания на приёмник тепла солнечный свет тем или иным образом концентрируется. Обычно это делается с помощью параболических зеркал. Тепловая ловушка исследователей из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) вбирает в себя сфокусированный солнечный свет и на выходе отдаёт высокую температуру. Основная задача — сделать такую ловушку компактной и эффективной, а также устойчивой к длительной эксплуатации с большим перепадом температур на обоих концах: входном и выходном.

Швейцарцы предложили сочетание прозрачного для света кварцевого стержня диаметром 7,5 см и длиной 30 см, в который с одного конца поступает сфокусированный свет, и непрозрачного диска из карбида кремния на другом (приёмном) конце. Учёные подчёркивают, что на приёмном конце для максимального преобразования света в тепло должен быть именно непрозрачный материал. Карбид кремния поглощает тепло и передаёт его дальше для использования.

В лабораторных условиях на предложенную тепловую ловушку подали имитатор солнечного света, усиленного в 135 раз. На выходе получилась температура 1050 °C. Конкурирующие разработки в сходных условиях выдавали на приёмном конце температуру не больше 170 °C. Разница очевидна. В то же время исследователи пока не готовы обосновать техническое и экономическое использование предложенных ими тепловых ловушек на практике. Это будет темой нового исследования.

Mammoth, крупнейший промышленный объект для удаления углекислого газа (CO₂) из атмосферы начал работу в Хеллишейди, Исландия. Предприятие использует метод прямого захвата углекислого газа из воздуха (Direct Air Capture, DAC). Объектом управляет швейцарская компания Climeworks, занимающаяся климатическими технологиями, в число клиентов которой входят JPMorgan Chase, Microsoft, Stripe и Shopify.

Источник изображений: Climeworks

Метод DAC, который применяет Climeworks, использует компрессорные установки, закачивающие атмосферный воздух в коллектор, где содержащийся в воздухе CO₂ поглощается специальным фильтром. После насыщения фильтра коллектор автоматически закрывается и нагревается до 100 °C, высвобождая собранный CO₂, который затем смешивается с водой и закачивается в горные породы, где постепенно минерализуется. Предполагается, что DAC станет эффективным способом борьбы с изменением климата, хотя масштабируемость этого процесса пока находится под вопросом.

Разработка DAC началась в 2009 году, когда при Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH Zürich) была основана компания Climeworks. 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 млн от широкого круга независимых инвесторов.

В 2017 году Climeworks стала первой компанией, приступившей к сбору CO₂ из воздуха для дальнейшей его реализации в качестве продукта, используемого в газированных напитках и теплицах. В 2021 году компания сделала большой шаг вперёд, открыв в Исландии объект Orca — первое предприятие по улавливанию углекислого газа по методу DAC.

На данный момент на предприятии Mammoth функционирует 12 модульных установок, до конца года их количество возрастёт до 72. Когда Mammoth выйдет на запланированную мощность, он сможет улавливать почти в 10 раз больше CO₂, чем Orca, — около 36 тыс. тонн углекислого газа в год. Эта впечатляющая цифра на самом деле сравнительно не велика, учитывая, что только выбросы Microsoft составили около 13 миллионов (!) тонн углекислого газа в 2022 году.

На сегодняшний день Mammoth — крупнейший из действующих объектов такого профиля. Но, по сравнению с находящимися в разработке глобальными проектами, его можно считать лишь демонстратором технологий. Деятельность Climeworks в Исландии была призвана показать жизнеспособность и эффективность процесса DAC. Теперь компании предстоит выход на растущий рынок США с гораздо более масштабными инициативами.

Компании, занимающиеся климатическими технологиями, получают заметную политическую и финансовую поддержку в США — к настоящему моменту $3,5 млрд федеральных средств направлено на развитие как минимум четырёх предприятий, работающих по методу DAC. Достоверно известно о двух крупных проектах, в которые будет инвестировано $1,2 млрд — это предприятие в штате Луизиана, использующее технологии DAC от Climeworks и калифорнийский стартап Heirloom Carbon Technologies. Каждый центр, финансируемый из федерального бюджета, должен улавливать не менее миллиона тонн CO₂ в год. Microsoft стала одним из первых клиентов центра в Луизиане.

Важно понимать, что Climeworks использует для своей деятельности в Исландии практически бесплатную «зелёную» геотермальную энергию и природные подземные хранилища в Хеллишейди. Это кардинально снижает затраты и позволяет избежать строительства большой сети трубопроводов для транспортировки CO₂. Совершенно другая ситуация в США, где любые планы по строительству предприятий DAC ставятся под сомнение в связи с опасениями по поводу высоких затрат и загрязнения окружающей среды. Компании также придётся столкнутся с противодействием строительству трубопроводов со стороны жителей близлежащих районов.

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.

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.

Отказ от использования ДВС не должен быть таким радикальным, как того требуют сторонники поголовного перехода на электротягу. Итальянские производители спорткаров и крупнейший автопроизводитель мира Toyota, например, допускают мысль об использовании в ДВС новых видов топлива, которые не загрязняют окружающую среду. С 2035 года даже такие машины на территории Европы должны обеспечивать углеродную нейтральность на 100 %.

Источник изображения: Toyota

По крайней мере, об этом говорится в черновом варианте нового законопроекта, который будет рассматриваться европейскими парламентариями, как сообщает Reuters. Автомобили, использующие синтетические виды топлива с претензией на экологичность, по мнению авторов инициативы, в случае их реализации на территории Евросоюза после 2035 года должны будут обеспечивать 100-процентную углеродную нейтральность. Как отмечается, подобная поправка была предложена после того, как Германия предприняла попытку исключить автомобили, работающие на экологичных видах топлива, из перечня транспортных средств, которые будет запрещено продавать на первичном рынке Европы после 2035 года.

Виды топлива, на которых смогут работать продаваемые после 2035 года в Европе машины с ДВС, по мнению авторов инициативы, должны обеспечивать углеродную нейтральность. На практике это означает, что при сжигании этих видов топлива в ДВС может выделяться какое-то количество углекислого газа, но это должно компенсироваться утилизацией пропорционального его объёма при производстве самого топлива.

По оценкам представителей BMW, сейчас по дорогам Европы ездит не менее 250 млн транспортных средств, и если значительную часть этого парка удастся перевести на углеродно нейтральное топливо, то это значительно поможет достижению цели по декарбонизации транспортной отрасли. Двигатели машин данной марки уже адаптированы к использованию сертифицированных видов экологического топлива.

Представители компаний по производству экологических видов топлива выступили с критикой такого законопроекта, заявив о невозможности добиться отсутствия выбросов углекислого газа на всех этапах производства транспортных средств и топлива для них. Чтобы продавать новые машины с ДВС в Европе после 2035 года, производители могут быть вынуждены прибегнуть к регистрации нового типа транспортных средств — формально сертифицированных для работы только на видах топлива с полной углеродной нейтральностью.

В существующем варианте законопроект требует от автопроизводителей предусмотреть метод автоматической блокировки запуска двигателя такой машины в случае использования видов топлива, способных выделять углекислый газ после сгорания в двигателе. Методы контроля химического состава топлива, по мнению законотворцев, не должны оставлять возможности обойти подобную блокировку. До конца года данные правила должны будут подвергнуться доработке с учётом обратной связи от участников рынка.

Немецкий энергетический гигант RWE приступил к демонтажу ряда ветряных генераторов, чтобы очистить место для расширения своего угольного карьера Гарцвайлер. Всего будет демонтировано восемь ветроустановок. Делается это для обеспечения энергетической безопасности Германии, которая продолжает бороться с последствиями кризиса в энергетике, связанного с санкциями в отношении России.

Источник изображения: Alle Dörfer bleiben \ euobserver.com

Расширение карьера по добыче так называемого бурого угля — самого грязного по создаваемым выбросам — согласовано с властями страны и региона. Компании разрешили добыть дополнительно 15-20 млн т угля в этом разрезе в обмен на обещание поэтапно свернуть добычу угля в стране до 2030 года (на 8 лет раньше, чем было оговорено ранее). Министр экономики Германии Роберт Хабек преподнёс эту договорённость как «правильное решение», а политик партии зеленых Оливер Криш описал расширение карьера и более ранний поэтапный отказ как «одно из величайших достижений, которых мы добились за последние годы».

Следует сказать, что демонтируемые ветрогенераторы эксплуатировались около 10 лет. При этом построившая их компания больше не занималась проектом, и поддержание генераторов в рабочем состоянии было сопряжено с трудностями. Поэтому демонтаж объекта был объективно оправданным решением, хотя само по себе расширение добычи бурого угля было встречено резкой критикой со стороны экоактивистов. С ними во многом согласны аналитики. По оценкам специалистов компании Aurora, расширение карьера Гарцвайлер приведёт к тому, что страна превысит свои обязательства по влиянию на изменение климата.

«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.

В штатах Техас и Луизиана строятся самые крупные в США и, похоже, в мире заводы по прямому улавливанию углекислого газа из воздуха. На днях эти проекты получили государственное финансирование в размере $1,2 млрд. Это первые такого рода коммерческие предприятия с бюджетной поддержкой. На первом этапе работы эти заводы будут ежегодно извлекать из атмосферы не менее 2 млн т CO₂ с поэтапным наращиванием мощности.

Проект завода по прямому улавливанию углекислого газа из воздуха. Источник изображения: 1PointFive

Бюджетное финансирование строительства заводов по прямому извлечению углекислого газа из воздуха одобрено в рамках принятого два года назад двухпартийного Закона об инвестициях в инфраструктуру США. Тема удаления CO₂ из атмосферы должна получить поддержку в виде грантов на сумму $3,5 млрд. Часть средств пустили на проекты НИОКР и проектно-технические обоснования. Так, сообщается о финансировании около 20 проектов, которые находятся на ранней стадии. Все они, так или иначе, изучают возможность снизить себестоимость улавливания углекислого газа из воздуха или продуктов горения до цены менее $100 за т.

Очевидно, что два первых коммерческих завода по прямому извлечению CO₂ из воздуха будут работать в убыток. Для поддержки подобных начинаний Министерство энергетики США предусмотрело кредит на выбросы в размере $35 млн.

Объект в Техасе строит компания 1PointFive — дочернее предприятие нефтедобытчика Occidental Petroleum. До этого самым крупным заводом по прямому извлечению CO₂ из воздуха считалось предприятие CarbonCapture в Вайоминге, которое на первом этапе будет добывать до 120 тыс. т CO₂ в год по себестоимости не ниже $600 за т. Заводы в Техасе и Луизине будут в сотни раз мощнее и станут примером для дальнейшего наращивания усилий по извлечению углекислого газа из воздуха и выбросов. После серии расширений к 2030 году, например, каждое из них сможет улавливать из воздуха до 30 млн т CO₂. Вместе с другими усилиями по декарбонизации экономики это поможет США стать углеродно нейтральными к 2050 году.

Компания Fervo Energy заявила об успешных 30-дневных испытаниях геотермальной электростанции на новой прорывной технологии. После ввода в эксплуатацию установка позволит получить 3,5 МВт энергии круглосуточно без вредных выбросов в атмосферу. Уникальность объекта заключается в бурении горизонтальных стволов длиной до одного километра на глубине свыше двух километров. Это даст гарантированную мощность почти в любых условиях.

Источник изображений: Fervo Energy

Компании Fervo Energy и Google сообщили о совместной работе над уникальным геотермальным проектом два года назад. Google обязалась покупать у Fervo электроэнергию, добытую при конвертации тепла из геотермальных источников в электричество. Доставкой тепловой энергии из геотермальных источников сегодня никого не удивишь, но эффективного способа получения электричества из таких источников ещё не было.

Проект Fervo Energy основывается на рукотворном создании геотермальных источников едва ли не в любом месте Земли. Причём поставляющие тепло скважины бурятся на целевой глубине горизонтально, что увеличивает площадь теплового обмена и даёт гарантированный поток воды. В проекте в Неваде компания получила стабильный поток воды со скоростью 63 л/с и максимальной температурой 191 °C. На пике мощности это позволит генерировать 3,5 МВт электричества, что хватит для питания 750 домохозяйств.

Если ввод установки в строй окажется успешным и докажет свою эффективность, Fervo Energy намерена реализовать ещё более масштабный проект в штате Юта. Возможности нового проекта позволят подать безуглеродную электроэнергию в 300 тыс. домов, что примерно соответствует четверти домохозяйств в штате.

Чуть подробнее о проекте в Неваде. Для его реализации были пробурены три вертикальные скважины глубиной около 2347 м: скважина для нагнетания воды, рабочая скважина и скважина для мониторинга горизонтального канала. Горизонтальные скважины пробурены диаметром 25 см с установкой обсадных труб диаметром 17,78 см. Длина боковых скважин достигает 990 м. Такие работы требуют значительных затрат, но в компании надеются, что по мере отработки технологий бурения стоимость работ существенно снизится.

Китайская компания Guangzhou Automotive Group (GAC) представила двухлитровый ДВС, работающий на жидком аммиаке. По словам разработчиков, это первый в мире двигатель внутреннего сгорания на аммиаке для легковых автомобилей. Сжигание аммиака приближает ДВС к нулевому уровню вредных выбросов, что требуется для достижения декарбонизации жизни, промышленности и экономики к середине нынешнего века.

Источник изображения: Guzngzhou Automotive Group

Строго говоря, аммиак уже не раз рассматривался конструкторами в качестве экологического топлива. В том или ином виде на аммиак планируют перевести грузовой и железнодорожный транспорт, суда и авиацию. В большинстве случаев аммиак рассматривается как носитель водорода даже лучше чистого водорода. Его не нужно охлаждать до криогенных температур или сжимать до огромных давлений. Водород извлекается из аммиака и поступает в топливные ячейки, где участвует в реакциях по выработке электричества с образованием воды и кислорода.

Реже предлагаются двигательные установки по непосредственному сжиганию аммиака. Процессы горения в нём заметно медленнее, чем у традиционного топлива, а это проблемы мощности на высоких оборотах или на холостом ходу. Тем не менее, в GAC создали именно такой двигатель для легковых автомобилей — он сжигает аммиак с пиковой мощностью 120 кВт (161 л. с.), хотя компания может чего-то недоговаривать.

Так, заявленный уровень снижения вредных выбросов в процессе работы ДВС на аммиаке составляет не 100 % а, 90 %. Возможно для обеспечения требуемых рабочих характеристик двигателя в аммиачное топливо подмешивается часть дизельного или бензинового топлива, но разъяснений на этот счёт пока нет. Впрочем, сократить выбросы работы ДВС на 90 % — это очень и очень хорошо, но остаются вопросы безопасности при обороте аммиака в качестве топлива — он крайне токсичен для людей и природы.

Американская компания Rondo Energy сообщила, что совместно с таиландской компанией Siam Cement Group кратно расширит мощности завода по производству тепловых батарей. Фактически речь идёт о производстве огнеупорных кирпичей, но на современный лад. Собранные в тепловую аккумулирующую установку «кирпичи» позволяют хранить до 1 МВт·ч энергии на 1 м², чего достаточно даже для сталелитейного производства. Это нужно для отказа от ископаемого топлива.

Источник изображений: Rondo Energy

Сегодня компания Siam Cement Group выпускает для Rondo Energy тепловые аккумуляторы в объёме 2,4 ГВт·ч в год. Анонсированное расширение завода в Таиланде доведёт объём производства тепловых аккумуляторов до 90 ГВт·ч в год, что в 2,5 раза больше, чем выпускает литиевых батарей одна гигафабрика компании Tesla. Судя по этим числам, у молодой компании Rondo Energy, которую одним из первых поддержал миллиардер и филантроп Билл Гейтс, впечатляющий портфель клиентов.

Тепловые батареи Rondo Energy представляют собой наборы из огнеупорных блоков, изготовленных из смеси цемента, кремния, алюминия и железа. Блоки хорошо теплоизолированы и нагреваются энергией от солнечных и ветряных установок до температур выше 1000 °C. Для потребления запасённой тепловой энергии через блоки прогоняется воздух, который нагревается сам и затем нагревает воду в другом контуре. Вода превращается в перегретый пар и тепло передаётся на промышленные установки от сталелитейных и химических до пищевого производства.

Принцип работы тепловых аккумуляторов Rondo Energy

Поскольку тепло передаётся без трансформации в электричество, КПД подобных тепловых аккумуляторов достигает 98 %. Считается, что в мире будущего без вредных выбросов подобные установки будут снабжать теплом все энергоёмкие производства. Судя по масштабу запланированного производства «кирпичей», это будущее наступит скорее раньше, чем позже.

Связанная с минимальным вредом для окружающей среды деятельность человека не означает отказа от высоких технологий — напротив, интеллектуальные системы позволяют оптимизировать потребление энергии. Но производство чипов, лежащих в основе экологически чистых технологий, и само отличается заметным углеродным следом.

Источник изображения: Maxence Pira / unsplash.com

Самая значительная часть выбросов, связанных с электронными устройствами, приходится на потребление ими энергии, а на производство микросхем, установили в 2020 году учёные Гарварда. Завод по производству чипов может потреблять несколько десятков тысяч кубометров воды ежедневно — и каждый кубометр означает более 10 кг углеродных выбросов, приходящихся на транспортировку и очистку.

Спрос на чипы растёт, а значит, производители повышают энергопотребление — по мере наращивания мощностей предприятий увеличивается их углеродный след. Наиболее ярко проблема выражена в Азиатско-Тихоокеанском регионе, традиционно доминирующем в мировой полупроводниковой промышленности, которая только в 2022 году обеспечила здесь выручку в $330 млрд, то есть более половины глобального объёма. Самые передовые производители находятся на Тайване и в Южной Корее — обе страны надеются выйти на нулевые выбросы к 2050 году, но пока это лишь планы. В 2020 году выбросы тайваньской TSMC, составленные из её собственной деятельности и закупаемой энергии, достигли около 10 млн тонн, примерно столько же, сколько генерирует столица страны Тайбэй. Южнокорейская Samsung в 2021 году показала 15,6 млн тонн выбросов.

Реализации планов по снижению выбросов способствуют, в частности, дочерние компании этих предприятий, специализирующиеся на экологически чистых решениях: та же TSMC в рамках этой программы обеспечила себе 9 % энергии из возобновляемых источников. Но для Азии это скорее исключение: почти вся энергия Тайваня и около двух третей энергии Южной Кореи поступают от ископаемых источников. А к 2050 году TSMC, Samsung и SK hynix собираются полностью перейти на возобновляемые источники.

Источник изображения: tsmc.com

Важным сырьём для производства чипов является водород, и важнейшей задачей предприятий является доступ к его получению без образования углекислого газа — в Европе эту задачу уже решила компания Linde, организовавшая поставки на австрийский завод Infineon. Производство «чистого» водорода — это ещё полдела, ведь необходима и транспортная инфраструктура для организации его поставок. Здесь успехов достигло подразделение Samsung C&T, которому удалось наладить полную цепочку от производства водорода из аммиака до доставки готовой продукции на внутренний рынок. Другое подразделение Samsung разрабатывает экологически чистые силовые установки для водного транспорта — в том числе на водородном топливе.

Samsung SDI уже стала одним из крупнейших в мире производителей накопителей энергии, захватив около десятой доли мирового рынка — ещё 6 % приходятся на дочерние компании SK hynix. По мере того как целевые показатели по выбросам начинают пересматриваться на уровне правительств, растёт и рынок систем хранения энергии — к 2030 году он обещает удвоиться и достичь $430 млрд, уверены аналитики. Системы становятся компактнее и легче, а число аккумуляторных элементов в них растёт. Та же Samsung SDI по итогам I квартала доложила о рекордных финансовых результатах — прибыль подразделения превысила $4 млрд.

Азиатским производителям полупроводников приходится сопоставлять вводимые мощности с прогнозируемыми показателями спроса, где одним из факторов сегодня является бум систем искусственного интеллекта, и реагировать на новые нормы в отношении выбросов.

В NASA сообщили, что регулирующий орган ВВС США присвоил проекту экспериментального самолёта со сверхтонкими и длинными крыльями идентификатор X-66A. Это означает, что проект получит своё воплощение в полноценном летающем демонстраторе самолёта. Непосредственно изготовлением самолёта займётся компания Boeing, для чего будет модифицирован самолёт McDonnell Douglas MD-90.

Источник изображения: NASA

США поставили перед собой цель стать углеродно нейтральными к 2050 году. Без декарбонизации авиации этой цели достичь будет сложно. Одним из направлений на этом пути станет разработка рабочей лошадки — среднемагистрального самолёта с пониженным расходом топлива. Предполагается, что переход на тонкие и сверхдлинные крылья с подпорками (Transonic Truss-Braced Wing) обеспечит снижение расхода топлива до 30 %.

В качестве экспериментального образца компания Boeing возьмёт обычный среднемагистральный самолёт McDonnell Douglas MD-90, укоротит фюзеляж, поставит новые крылья с фермами-опорами и новые двигатели. Для этого ещё зимой Boeing подписала контракт с NASA на сумму $425 млн на 7 лет. Всего реализация проекта потребует примерно $725 млн, недостающую часть которых Boeing вложит из своих средств и средств партнёров.

Источник изображения: Boeing

Самолёт X-66A станет первым в истории США проектом, создаваемым специально для достижения климатических целей в авиации, хотя он не единственный и ряд компаний уже занимаются похожими вопросами.