Извлечение CO2 из воздуха для использования его в создании синтетического топлива

Метод извлечения CO2 непосредственно из воздуха был впервые разработан компанией Carbon Engineering в Канаде при поддержке частных инвесторов и государственных учреждений. Он вырос из академической работы в Университете Калгари и Университете Карнеги-Меллон. Это система «прямого захвата воздуха» может удалить тонну CO2 из воздуха примерно за $ 100.

Извлечение CO2 из воздуха является одним из лучших способов обратить вспять изменение климата, не прибегая к дорогостоящим технологиям, запутанным налоговым схемам или не позволяя миллиардам людей получать энергию, необходимую им для хорошей жизни.

Поскольку мы не в состоянии обуздать глобальные выбросы углерода вообще, нам остается использовать наши мозги, которые привели нас к этой проблеме.

Радикальное мышление
Будь то солнечная инженерия или засев облаков для уменьшения солнечной радиации, или лесовосстановление, или улавливание и связывание углерода от сжигания ископаемого топлива, или удобрение океана железом или установка огромных зеркал в космосе, люди думают, что сможем решить любой вопрос .

И по большей части, мы можем. Нам просто нужно сделать мудрый выбор, чтобы не ухудшить ситуацию.

Лучшая и самая прямая стратегия, которая имеет наименьшие негативные побочные эффекты, состоит в том, чтобы удалять углерод непосредственно из атмосферы и извлекать из него что-то полезное — например, топливо — что еще больше уменьшит нагрузку на окружающую среду.

Основанная в Канаде, система прямого улавливания воздуха Carbon Engineering непосредственно удаляет CO2 из атмосферы, очищает ее и производит готовую к трубопроводу сжатую жидкость CO2, используя только энергию и воду. Этот CO2 может быть объединен с водородом, не генерируемым ископаемым топливом, для производства углеводородных топлив со сверхнизкой углеродной интенсивностью, таких как  бензин,  дизельное топливо и  реактивное топливо-A.

Трубопровод CO2 может также использоваться в промышленных целях, включая производство стали и бетона, покрытий и углеродных волокон, или для повышения нефтеотдачи.

Компания Carbon Engineering успешно разработала и продемонстрировала свои технологии на своей экспериментальной установке в Сквамише, Британская Колумбия, которая с 2015 года удаляет CO2 из атмосферы и преобразует его в топливо с 2017 года.

Пилотная установка прямого захвата воздуха Carbon Engineering в Сквомиш, Британская Колумбия

Эта технология поддерживается Биллом Гейтсом, Canadian Natural Resources Limited, Occidental Petroleum и Chevron.

Удаление CO2 по цене $ 100 / тонна
В настоящее время система прямого захвата воздуха Carbon Engineering может удалить тонну CO2 из воздуха примерно за $100. Отдельные системы должны будут улавливать около миллиона тонн CO2 в год, что потребует от нескольких десятков тысяч систем не отставать от глобальных выбросов и сократить атмосферный CO2 до нормального уровня к 2040 году.

Только в Соединенных Штатах есть чуть менее 70 000 заправочных станций, так что это не очень много, чтобы спасти планету.

На следующем этапе технология Carbon Engineering Air to Fuel производит синтетические, жидкие транспортные топлива, такие как бензин, дизельное топливо и реактивный двигатель-A. Процесс объединяет CO2, захваченный из атмосферы через их систему прямого захвата воздуха, с водородом для производства углеводородного топлива.

Добавление водорода для получения углеродного топлива
Если водород производится из воды с использованием ядерной или возобновляемой энергии, то топливо является углеродно-нейтральным. И эти виды топлива вполне совместимы с современной транспортной инфраструктурой, двигателями и самолетами.

Эти виды топлива в настоящее время могут быть произведены углеродной инженерией менее чем за $4/галлон, что делает их немного дороже, чем ископаемые виды топлива, но похожи на биотопливо. Низкоуглеродистые мандаты и стандарты топлива делают их очень конкурентоспособными с любым топливом.

И расходы будут продолжать снижаться.

Небольшие единицы, расположенные в любом месте
Но в отличие от биотоплива, топливо CE не занимает много места на суше или воде и не зависит от погоды или географического положения. Топливо также имеет высокий уровень  цетанового числа, может смешиваться с ископаемым топливом в любой степени и не содержит других загрязняющих веществ, которые есть у ископаемого топлива, таких как сера, азот и твердые частицы.

Получение топлива из извлеченного CO2 — это не просто боковая черта этого подхода. Это также может устранить некоторые из необходимости транспортировки топлива по стране и миру для поддержки стратегических миссий, подобных задачам наших военных.

Жидкое топливо и вода составляют большую часть массы, транспортируемой в развернутые вооруженные силы. Пополнение запасов топлива и питьевой воды для войск в театре военных действий стоит жизней, около 4 жизней на каждые 100 конвоев. Чтобы резко сократить их, наши военные хотят развернуть небольшие ядерные реакторы, пополнение которых происходит один раз в несколько лет или больше.

Эти SMR могут также запускать системы извлечения CO2 из углеродной инженерии в топливные системы в местах, где возобновляемые источники энергии невозможны, например, в отдаленных районах и для большинства военных миссий.

Ядерный флот Соединенных Штатов хочет сделать именно это. И они могут использовать избыточную энергию от ядерных реакторов, которые уже существуют на их кораблях. Они могут даже отделить водород от воды, используя медно-хлорный процесс, термохимический процесс, для которого на одной стадии требуется тепло точно при температуре ядра ядерного реактора (530°C) на борту авианосца. В этом отношении CO2 также может быть извлечен из морской воды.

Увеличение содержания СО2 в атмосфере в результате использования углеводородов также подкисляет океаны в условиях кризиса, не связанного с глобальным потеплением.

Так что было бы неплохо удалить некоторые из них и переделать углеводороды, которые могут быть использованы для вытеснения нефтепродуктов, таких как бензин, который помог вызвать это в первую очередь.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ