Бензин из воздуха, или Как заработать на СО2
22 ноября 2019 г.
10 литров - столько топлива производят в день Роланд Диттмайер (Roland Dittmeyer) и его коллеги. Немного. И тем не менее это маленькая революция. Дело в том, что ученые Института технологии в Карлсруэ (KIT) делают топливо, используя экологически чистую электроэнергию, практически из воздуха.
Воздух содержит СО2 - увы, в настоящее время слишком много. В 2015 году на международной конференции в Париже решили ограничить потепление климата двумя градусами и для этого снизить выбросы в атмосферу углекислого газа. Но вместо этого его содержание в атмосфере продолжает расти, а с ним - и воздействие парникового эффекта. Не достигла своих целей и Германия, обещавшая к 2020 году уменьшить выбросы СО2 на 40% по сравнению с 1990 годом.
В Карлсруэ сказка о производстве топлива из СО2 стала былью
На таком фоне технология, позволяющая перерабатывать содержащийся в воздухе углекислый газ в топливо, кажется сказкой. Но в Карлсруэ она стала былью. KIT и его партнеры - фирмы Climeworks, Ineratec и Sunfire - построили компактную установку, на которой в четыре этапа из двуокиси углерода, воды и "зеленой" электроэнергии производится экологически нейтральное топливо.
Через два-три года в Карлсруэ собираются построить установку побольше, способную синтезировать уже по 200-300 литров топлива в сутки, рассказал DW профессор Роланд Диттмайер. А потом на очереди - мобильный промышленный прототип с производительностью в 1500-2000 литров в день. Такие установки могут доставляться к альтернативным источникам энергии.
"В будущем мы будем производить электроэнергию из возобновляемых источников, - поясняет Диттмайер. - И лучше всего ее использовать прямо на месте". КПД своей технологии он оценивает в 60%. У водородного топлива КПД выше, но, подчеркивает ученый, "например, для самолетов или тяжелых грузовиков его энергетическая плотность недостаточна".
Но в конечном итоге все зависит от бизнес-моделей и налоговых инструментов. При действующих производство топлива из воздуха дороже рыночной цены углеводородных энергоносителей, и в ближайшие годы, по мнению профессора, это вряд ли изменится. "Значит, - говорит он, - надо позаботиться о продвижении такого топлива на рынок". Пока же даже при сравнительно низких ценах на электроэнергию производимое в Карлсруэ топливо стоит от одного до полутора евро за литр - вдвое дороже, чем не облагаемый налогами авиационный керосин.
Разработанная в KIT установка относится к числу новых технологий, позволяющих абсорбировать из воздуха углекислый газ, выделяемый при горении или на промышленных предприятиях, и использовать его для производства новых товаров или закачивать на постоянное хранение глубоко под землю. Такие технологии называют CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage).
Что могут технологии CCUS
Международное энергетическое агентство (МЭА) считает CCUS одним из немногих технологических решений, способных уменьшить выбросы СО2 на угольных и газовых электростанциях, а также в ключевых отраслях промышленности - на сталелитейных, цементных или химических предприятиях. Чтобы достичь поставленных климатических целей, подсчитали в агентстве, необходимо с помощью CCUS к 2040 году уменьшать эмиссию СО2 на семь процентов - не на 32 млн тонн в год, как сейчас, а на 2,3 млрд.
Технологии CCUS имеют не только экологическую целесообразность, но и большой экономический потенциал. Консалтинговое агентство Boston Consulting Group (BCG) считает, что их рыночная стоимость в ближайшие десять лет достигнет 90 млрд долларов. Модели CCUS были разработаны еще 40 лет назад, но из-за технических и экономических причин оставались, скорее, в тени. BCG предсказывает им скорый расцвет.
Консалтинговое агентство дает дифференцированный прогноз. Одно дело - сферы промышленности (газоочистка, производство аммония и этилового спирта), в которых сравнительно легко достичь уменьшения выбросов CO2. Здесь у CCUS наибольший рыночный потенциал - порядка 70 млрд долларов, хотя на эти отрасли приходится только 3% эмиссии СО2. А вот в сфере угольной и газовой энергогенерации с ее львиной долей выброса углекислого газа использование CCUS, по оценке BCG, пока наименее рентабельно.
Экологи от новых изобретений не в восторге
Эрика Белманн (Erika Bellmann) из немецкого отделения Всемирного фонда дикой природы (WWF) менее оптимистична. В сфере индивидуального транспорта она вообще не видит никакой пользы от CCUS, ратует за переход на электропривод или водородное топливо.
"На первый взгляд, выглядит чудесно: берешь СО2 из промышленных выбросов, делаешь из него бензин и получаешь, как минимум, экономию, - говорит она. - Но это упрощенная схема, ведь процессы по технологиям CCUS крайне энергоемки". Автомобиль, использующий такой бензин, по ее подсчетам, в целом потребляет в пять раз больше энергии, чем электрокар.
В энергетической сфере есть прогресс, признает Белльман, но за счет возобновляемых источников все еще вырабатывается только треть электроэнергии. "Если производить в Германии бензин по технологии CCUS, - полагает эксперт WWF, - то в сумме эмиссия парниковых газов будет намного больше, чем при использовании бензина или дизельного топлива".
К тому же, замечает Белльман, технология выделения СО2 из воздуха еще не настолько развита, чтобы найти широкомасштабное применение. Использование эмиссии сталелитейного, цементного или химического завода, добавляет немецкий эксперт, ничего не меняет в углеводородном происхождении углекислого газа. Его выбросы можно уменьшить только при переходе на возобновляемые источники, и то не до нуля.
Рациональным она считает применение технологий CCUS для производства эффективного сырья для химической индустрии. Положительно оценивает Белльман и вариант закачки в землю двуокиси углерода. Избежать эмиссии СО2, например, при производстве цемента технически невозможно. Но поскольку полный отказ от цемента нереален, то имеет смысл собирать выделяемый при этом углекислый газ и обезвреживать его методом утилизации в земле. "Это очень трудоемкий процесс, требующий больших энергозатрат, но альтернативы ему нет", - заключила Эрика Белльман.
Смотрите также: