Улавливание и хранение углерода
Процесс улавливания и хранения углекислого газа из промышленных дымовых газов

Схема, показывающая угольный завод и завод по производству этанола на поверхности, соединенные трубами. Трубы проходят через несколько подземных слоев к истощенным нефтяным пластам и соляным образованиям. Труба соединяет нефтяной пласт с нефтяной вышкой на поверхности, а другая труба, отходящая от нефтяной вышки, помечена как «на рынок».
При использовании CCS углекислый газ улавливается из точечного источника, например, завода по переработке этанола. Обычно он транспортируется по трубопроводам, а затем либо используется для добычи нефти , либо хранится в специальной геологической формации.

Улавливание и хранение углерода ( CCS ) — это процесс, при котором диоксид углерода (CO2 ) из ​​промышленных установок отделяется перед выбросом в атмосферу, а затем транспортируется в место долгосрочного хранения. [1] : 2221  CO2 улавливается из крупного точечного источника , такого как завод по переработке природного газа , и обычно хранится в глубокой геологической формации . Около 80% ежегодно улавливаемого CO2 используется для повышения нефтеотдачи пластов (EOR), процесса, при котором CO2 закачивается в частично истощенные нефтяные пласты с целью извлечения большего количества нефти, а затем в основном остается под землей. [2] Поскольку EOR использует CO2 в дополнение к его хранению , CCS также известен как улавливание, использование и хранение углерода (CCUS). [3]

Нефтегазовые компании впервые использовали процессы, связанные с CCS, в середине 20 века. Ранние технологии CCS в основном использовались для очистки природного газа и увеличения добычи нефти. Начиная с 1980-х годов и ускоряясь в 2000-х годах, CCS обсуждалась как стратегия по сокращению выбросов парниковых газов . Около 70% объявленных проектов CCS не были реализованы, [2] при этом уровень неудач превысил 98% в секторе электроэнергетики. [4] По состоянию на 2024 год CCS эксплуатировался на 44 заводах по всему миру, [5] в совокупности улавливая около одной тысячной мировых выбросов углекислого газа. [6] 90% операций CCS связаны с нефтегазовой промышленностью. [7] : 15  Заводам с CCS требуется больше энергии для работы, поэтому они, как правило, сжигают дополнительное ископаемое топливо и увеличивают загрязнение, вызванное добычей и транспортировкой топлива.

CCS может играть важную, но ограниченную роль в сокращении выбросов парниковых газов . [6] Однако другие варианты сокращения выбросов, такие как солнечная и ветровая энергия, электрификация и общественный транспорт, менее затратны, чем CCS, и гораздо более эффективны в снижении загрязнения воздуха. Учитывая его стоимость и ограничения, CCS, как предполагается, будет наиболее полезен в определенных нишах. Эти ниши включают тяжелую промышленность и модернизацию заводов. [8] : 21–24  В контексте глубоких и устойчивых сокращений потребления природного газа, [9] CCS может сократить выбросы от переработки природного газа . [8] : 21–24  В производстве электроэнергии и водорода CCS, как предполагается, дополнит более широкий переход на возобновляемые источники энергии. [8] : 21–24  CCS является компонентом биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода , что может при некоторых условиях удалять углерод из атмосферы.

Эффективность CCS в снижении выбросов углерода зависит от эффективности улавливания на предприятии, дополнительной энергии, используемой для самого CCS, утечек, а также деловых и технических проблем, которые могут помешать работе объектов в соответствии с проектом. Некоторые крупные внедрения CCS улавливают гораздо меньше CO 2 , чем первоначально ожидалось. [10] [6] Остаются споры о том, приносит ли использование улавливаемого CO 2 для извлечения большего количества нефти в конечном итоге пользу климату. [11] Многие экологические группы считают CCS непроверенной, дорогостоящей технологией, которая увековечивает зависимость от ископаемого топлива . Они считают, что другие способы сокращения выбросов более эффективны, а CCS является отвлекающим фактором. [12]

Некоторые международные соглашения по климату ссылаются на концепцию сокращения выбросов ископаемого топлива , которая не определена в этих соглашениях, но обычно понимается как использование CCS. [13] Почти все проекты CCS, действующие сегодня, получили финансовую поддержку от правительства. К странам с программами поддержки или обязательного использования технологий CCS относятся США, Канада, Дания, Китай и Великобритания.

Терминология

Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) определяет УХУ как:

«Процесс, в котором относительно чистый поток диоксида углерода (CO 2 ) из промышленных и энергетических источников отделяется (улавливается), кондиционируется, сжимается и транспортируется в место хранения для долгосрочной изоляции от атмосферы». [1] : 2221 

Термины «улавливание и хранение углерода» (CCS) и «улавливание, использование и хранение углерода » (CCUS) тесно связаны и часто используются взаимозаменяемо. [3] Оба термина использовались преимущественно для обозначения процесса повышения нефтеотдачи (EOR), в котором захваченный CO2 закачивается в частично истощенные нефтяные пласты для извлечения большего количества нефти. [3] EOR — это и «утилизация», и «хранение», поскольку CO2 , оставшийся под землей, должен удерживаться неограниченное время. До 2013 года этот процесс в основном назывался CCS. В 2013 году был введен термин CCUS , чтобы подчеркнуть его потенциальную экономическую выгоду, и впоследствии этот термин приобрел популярность. [3]

Около 1% уловленного CO 2 используется в качестве сырья для производства таких продуктов, как удобрения, топливо и пластик. [14] Эти виды использования являются формами улавливания и утилизации углерода . [15] В некоторых случаях продукт долгосрочно сохраняет углерод из CO 2 и, таким образом, также считается формой CCS. Чтобы квалифицироваться как CCS, хранение углерода должно быть долгосрочным, поэтому использование CO 2 для производства удобрений, топлива или химикатов не является CCS, поскольку эти продукты выделяют CO 2 при сжигании или потреблении. [15]

Некоторые источники используют термин CCS, CCU или CCUS в более широком смысле, охватывая такие методы, как прямой захват воздуха или посадка деревьев, которые удаляют CO2 из воздуха. [16] [17] [18] В этой статье термин CCS используется в соответствии с определением МГЭИК, которое требует, чтобы CO2 улавливался из точечных источников, таких как завод по переработке природного газа.

История и текущий статус

Диаграмма под названием «Предлагаемое и реализованное улавливание CO2». Ось Y — «Миллионы тонн уловленного CO2». Ось X — годы с 2000 по 2020 год. Диаграмма показывает сильную тенденцию к росту для «Предлагаемого, не реализованного» и гораздо меньшую тенденцию для «Реализованного». Самый высокий процент реализованных предложений относится к переработке природного газа, затем к другим промышленным проектам, затем к энергетике.
Глобальное предлагаемое (серые столбцы) и реализованное (синие столбцы) ежегодное улавливание CO 2. Оба показателя выражены в миллионах тонн CO 2 в год (Mtpa). Более 75% предложенных установок CCS для переработки природного газа были реализованы.
Количество патентов, охватывающих технологии CCS, резко возросло в 2000-х годах, но остановилось или снизилось в 2010-х годах. [19]
Вид с воздуха на Белхатувскую электростанцию ​​с дымом, выходящим из ее труб, и на окружающие здания.
Планы по внедрению технологии CCS на Белхатувской электростанции в Польше были отменены в 2013 году. [20] Более 98% планов по использованию CCS на электростанциях провалились. [4]

В газовой промышленности технология удаления CO2 из сырого природного газа была запатентована в 1930 году. [21] Эта обработка необходима для подготовки природного газа к коммерческой продаже и распределению. [8] : 25  Обычно после удаления CO2 он выбрасывается в атмосферу. [8] : 25  В 1972 году американские нефтяные компании обнаружили, что CO2 можно выгодно использовать для повышения нефтеотдачи пласта. [22] Впоследствии газовые компании в Техасе начали улавливать CO2, производимый их перерабатывающими заводами, и продавать его местным производителям нефти для повышения нефтеотдачи пласта. [8] : 25 

Использование CCS в качестве средства сокращения выбросов CO2 , вызванных деятельностью человека, появилось совсем недавно. В 1977 году итальянский физик Чезаре Маркетти предположил, что CCS может использоваться для сокращения выбросов угольных электростанций и нефтеперерабатывающих заводов. [23] [24] Маломасштабные реализации были впервые продемонстрированы в начале 1980-х годов, а экономическая оценка была опубликована в 1991 году. [21] [25] Первый крупномасштабный проект по улавливанию и закачке CO2 с выделенным хранением и мониторингом CO2 был введен в эксплуатацию на газовом месторождении Слейпнер в Норвегии в 1996 году. [8] : 25 

В 2005 году МГЭИК опубликовала отчет, освещающий CCS, [26] что привело к увеличению государственной поддержки CCS в нескольких странах. [27] Правительства потратили около 30 миллиардов долларов США на субсидии на CCS и водород на основе ископаемого топлива. [28] Во всем мире было предложено запустить 149 проектов по хранению 130 миллионов тонн CO2 в год к 2020 году. Из них около 70% не были реализованы. [2] Ограниченные единовременные капитальные гранты, отсутствие мер по решению долгосрочной ответственности за хранимый CO2 , высокие эксплуатационные расходы, ограниченная социальная приемлемость и уязвимость программ финансирования к внешнему давлению бюджета — все это способствовало отмене проектов. [29] : 133 

В 2020 году Международное энергетическое агентство (МЭА) заявило: «История CCUS во многом была историей неоправданных ожиданий: ее потенциал смягчения изменения климата был признан на протяжении десятилетий, но ее внедрение было медленным и поэтому оказало лишь ограниченное влияние на глобальные выбросы CO2 » . [8] : 18 

К июлю 2024 года коммерческие масштабы CCS работали на 44 заводах по всему миру. [5] Шестнадцать из этих объектов были предназначены для отделения природного CO2 от сырого природного газа. Семь объектов были предназначены для производства водорода , аммиака или удобрений , семь для химического производства, пять для производства электроэнергии и тепла и два для переработки нефти . CCS также использовался на одном металлургическом заводе . [5] Кроме того, три объекта по всему миру были предназначены для транспортировки/хранения CO2. [ 5] По состоянию на 2024 год нефтегазовая промышленность задействована в 90% мощностей CCS, работающих по всему миру. [7] : 15  В совокупности эти объекты улавливают около одной тысячной мировых выбросов парниковых газов. [6]

Восемнадцать объектов находились в Соединенных Штатах, четырнадцать в Китае, пять в Канаде и два в Норвегии. По одному проекту было у Австралии, Бразилии, Катара, Саудовской Аравии и Объединенных Арабских Эмиратов. [5] По состоянию на 2020 год в Северной Америке насчитывается более 8000 км (5000 миль) трубопроводов CO2 , а в Европе и на Ближнем Востоке есть две системы трубопроводов CO2. [ 8] : 103–104 

Обзор процесса

Установки CCS улавливают углекислый газ до того, как он попадет в атмосферу. Обычно для отделения CO2 от других компонентов потока выхлопных газов завода используется химический растворитель или пористый твердый материал. [30] Чаще всего поток газа проходит через аминовый растворитель , который связывает молекулу CO2 . Этот богатый CO2 растворитель нагревается в регенерационной установке для высвобождения CO2 из растворителя. Затем поток CO2 проходит кондиционирование для удаления примесей и доведения газа до подходящей температуры для сжатия. [31] Очищенный поток CO2 сжимается и транспортируется для хранения или конечного использования, а высвобожденные растворители перерабатываются для улавливания большего количества CO2 с объекта. [32]

После того, как CO 2 был захвачен, его обычно сжимают в сверхкритическую жидкость , а затем закачивают под землю. Трубопроводы являются самым дешевым способом транспортировки CO 2 в больших количествах на суше и, в зависимости от расстояния и объемов, на море. [8] : 103–104  Исследовалась транспортировка на судне. CO 2 также можно перевозить на грузовиках или по железной дороге, хотя и с более высокой стоимостью за тонну CO 2 . [8] : 103–104 

Технические компоненты

Процессы CCS включают в себя несколько различных технологий, работающих вместе. Технологические компоненты используются для отделения и обработки CO2 из газовой смеси, сжатия и транспортировки CO2 , закачки его в недра и контроля всего процесса.

Существует три способа отделения CO2 от газовой смеси: улавливание после сжигания, улавливание до сжигания и кислородное сжигание: [ 33]

  • При улавливании после сжигания CO2 удаляется после сгорания ископаемого топлива .
  • Технология предварительного сжигания широко применяется в переработке природного газа. [34] В этих случаях ископаемое топливо частично окисляется , например, в газификаторе . CO из полученного синтез-газа (CO и H 2 ) реагирует с добавленным паром (H 2 O) и преобразуется в CO 2 и H 2 . Полученный CO 2 может быть извлечен из относительно чистого потока выхлопных газов. H 2 может использоваться в качестве топлива. По сравнению с улавливанием после сжигания применяется ряд преимуществ и недостатков. [34]
  • При кислородно-топливном сжигании топливо сжигается в чистом кислороде вместо воздуха. Выделяющийся газ в основном состоит из CO2 и водяного пара. После конденсации водяного пара путем охлаждения получается почти чистый поток CO2 . Недостатком этого метода является то, что он требует относительно большого количества кислорода, производство которого является дорогим и энергоемким. [34]

Абсорбция или очистка углерода аминами является доминирующей технологией улавливания. [8] : 98  Другие технологии, предложенные для улавливания углерода, включают мембранное разделение газа , химическое петлевое сжигание , кальциевую петлю и использование металлоорганических структур и других твердых сорбентов . [35] [36] [37]

Примеси в потоках CO 2 , такие как диоксиды серы и водяной пар, могут оказывать значительное влияние на их фазовое поведение и могут вызывать повышенную коррозию трубопроводов и скважин. В случаях, когда присутствуют примеси CO 2 , необходим процесс их удаления. [38]

Хранение и повышение нефтеотдачи

Четыре диаграммы: 1) «Захват» CO2 на поверхности, соединенной трубами со средним океаном, а затем вниз под океан и под покрышкой. Под покрышкой находится область, называемая «ненасыщенный рассол CO2», слой, называемый «Остаточно захваченный CO2», и область, называемая «Шлейф CO2». Остальные три диаграммы обозначены как «Структурная ловушка», «Остаточная ловушка» и «Растворимость и минеральная ловушка». Описания этих концепций см. в тексте статьи.
Схема механизмов улавливания углекислого газа в специальных геологических хранилищах

Хранение CO 2 включает в себя закачку захваченного CO 2 в глубокий подземный геологический резервуар пористой породы, перекрытый непроницаемым слоем пород, который герметизирует резервуар и предотвращает восходящее перемещение CO 2 и утечку в атмосферу. [8] : 112  Газ обычно сначала сжимается в сверхкритическую жидкость. Когда сжатый CO 2 закачивается в резервуар, он протекает через него, заполняя поровое пространство. Резервуар должен находиться на глубине более 800 м (2600 футов), чтобы удерживать CO 2 в жидком состоянии. [8] : 112 

По состоянию на 2024 год около 80% ежегодно улавливаемого CO 2 используется для повышения нефтеотдачи (EOR). [2] В EOR CO 2 закачивается в частично истощенные нефтяные месторождения для повышения добычи. CO 2 связывается с нефтью, делая ее менее плотной, что позволяет нефти быстрее подниматься на поверхность. Добавление CO 2 также увеличивает общее пластовое давление, тем самым улучшая подвижность нефти, что приводит к более высокому потоку нефти к эксплуатационным скважинам. [8] : 117  В зависимости от местоположения EOR приводит к получению около двух дополнительных баррелей нефти на каждую тонну CO 2 , закачиваемого в землю, и использование этой нефти дает приблизительно одну тонну CO 2 . [39] Нефть, добываемая с помощью EOR, смешивается с CO 2 , который затем может быть повторно уловлен и повторно закачан несколько раз. Этот процесс переработки CO 2 может сократить потери до 1%; однако он является энергоемким. [40]

Около 20% захваченного CO 2 закачивается в специальное геологическое хранилище, [2] обычно в глубокие соленые водоносные горизонты . Это слои пористых и проницаемых пород, насыщенных соленой водой. [8] : 112  Во всем мире соляные формации имеют более высокую потенциальную емкость хранения, чем истощенные нефтяные скважины. [23] Специальное геологическое хранилище, как правило, менее затратно, чем EOR, поскольку оно не требует высокого уровня чистоты CO 2 и поскольку подходящих мест больше, что означает, что трубопроводы могут быть короче. [23]

Различные другие типы резервуаров для хранения захваченного CO 2 исследовались или пилотировались по состоянию на 2021 год: CO 2 можно было бы закачивать в угольные пласты для повышения извлечения метана из угольных пластов . [41] Карбонизация минералов ex-situ включает реакцию CO 2 с хвостами шахт или щелочными промышленными отходами для образования стабильных минералов, таких как карбонат кальция . [42] Карбонизация минералов in-situ включает закачку CO 2 и воды в подземные формации, которые богаты высокореакционноспособными породами, такими как базальт . Там CO 2 может реагировать с породой для образования стабильных карбонатных минералов относительно быстро. [42] [43] После завершения этого процесса риск утечки CO 2 из карбонатных минералов оценивается как близкий к нулю. [26] : 66 

Глобальная емкость для подземного хранения CO 2 потенциально очень велика и вряд ли станет ограничением для развития CCS. [8] : 112–115  Общая емкость хранения оценивается в пределах от 8000 до 55000 гигатонн. [8] : 112–115  Однако меньшая часть, скорее всего, окажется технически или коммерчески осуществимой. [8] : 112–115  Оценки глобальной емкости неопределенны, особенно для соленых водоносных горизонтов, где все еще требуется больше характеристик участка и разведки. [8] : 112–115 

Долгосрочный CO2утечка

При геологическом хранении CO2 удерживается в резервуаре посредством нескольких механизмов улавливания : структурное улавливание непроницаемым слоем горной породы, называемым покрышкой , улавливание растворимости в воде порового пространства, остаточное улавливание в отдельных или групповых порах и улавливание минералами путем реакции с породами резервуара с образованием карбонатных минералов. [8] : 112  Улавливание минералами прогрессирует с течением времени, но происходит чрезвычайно медленно. [44] : 26 

После инъекции сверхкритический CO 2 имеет тенденцию подниматься, пока не окажется в ловушке под покрывающей породой. Как только он сталкивается с покрывающей породой, он распространяется вбок, пока не встретит щель. Если вблизи зоны инъекции есть плоскости разлома , CO 2 может мигрировать вдоль разлома на поверхность, просачиваясь в атмосферу, что может быть потенциально опасно для жизни в окружающей области. Если инъекция CO 2 создает слишком высокое давление под землей, пласт расколется, что может вызвать землетрясение. [45] Хотя исследования показывают, что землетрясения от инъекции CO 2 будут слишком малы, чтобы представлять опасность для имущества, они могут быть достаточно большими, чтобы вызвать утечку. [46]

По данным МГЭИК, хорошо управляемые хранилища, вероятно, сохранят более 99% закачанного CO₂ в течение более тысячи лет, где «вероятно» означает вероятность 66–90%. [26] : 14,12  Оценки долгосрочных показателей утечки основаны на сложных моделированиях, поскольку полевые данные ограничены. [47] Если будут поглощены очень большие объемы CO2 , даже 1%-ный показатель утечки за 1000 лет может оказать значительное влияние на климат для будущих поколений. [48]

Социальные и экологические последствия

Потребности в энергии и воде

Объекты с CCS потребляют больше энергии, чем те, у которых нет CCS. [49] Энергия, потребляемая CCS, называется «энергетическим штрафом». [49] Энергетический штраф CCS варьируется в зависимости от источника CO 2 . Если газ из источника имеет очень высокую концентрацию CO 2 , дополнительная энергия требуется только для дегидратации, сжатия и перекачивания CO 2 . [8] : 101–102  Если объект производит газ с более низкой концентрацией CO 2 , как в случае электростанций, энергия также требуется для отделения CO 2 от других газовых компонентов. [8] : 101–102 

Ранние исследования показали, что для производства того же количества электроэнергии угольной электростанции потребуется сжигать на 14–40% больше угля, а электростанции комбинированного цикла на природном газе потребуется сжигать на 11–22% больше газа. [26] : 27  При использовании CCS на угольных электростанциях было подсчитано, что около 60% потерь энергии приходится на процесс улавливания, 30% — на сжатие извлеченного CO2 , а оставшиеся 10% — на насосы и вентиляторы. [50]

В зависимости от используемой технологии CCS может потребовать больших объемов воды. Например, угольные электростанции с CCS могут нуждаться в использовании на 50% больше воды. [51] : 668 

Загрязнение

Фотография леса с трубопроводом и проходящей через него дорогой, а также строительной техникой на дороге.
Строительство трубопроводов отрицательно влияет на дикую природу. [52] Строительство трубопроводов также связано с социальным вредом для коренных общин. [53]

Поскольку установки с CCS требуют больше топлива для производства того же количества электроэнергии или тепла, использование CCS увеличивает «восходящие» экологические проблемы ископаемого топлива. Восходящие воздействия включают загрязнение, вызванное добычей угля, выбросы от топлива, используемого для транспортировки угля и газа, выбросы от сжигания газа в факелах и неорганизованные выбросы метана.

Поскольку для сжигания большего количества ископаемого топлива на объектах CCS требуется сжигание большего количества ископаемого топлива, CCS может привести к чистому увеличению загрязнения воздуха этими объектами. Это можно смягчить с помощью оборудования для контроля загрязнения, однако ни одно оборудование не может устранить все загрязняющие вещества. [6] Поскольку для улавливания CO2 во многих системах CCS используются жидкие растворы амина , эти типы химикатов также могут выбрасываться в качестве загрязнителей воздуха, если их не контролировать должным образом. Среди химикатов, вызывающих беспокойство, есть летучие нитрозамины и нитрамины , которые являются канцерогенными при вдыхании или попадании в воду. [54]

Исследования, которые рассматривают как восходящее, так и нисходящее воздействие, показывают, что добавление CCS на электростанциях увеличивает общее негативное воздействие на здоровье человека. [55] Влияние на здоровье добавления CCS в промышленном секторе изучено меньше. [55] Влияние на здоровье значительно различается в зависимости от используемого топлива и технологии улавливания. [55]

После закачки CO2 в подземные геологические формации существует риск загрязнения близлежащих неглубоких грунтовых вод . [26] : 242  Загрязнение может произойти либо из-за перемещения CO2 в грунтовые воды, либо из-за перемещения перемещенного рассола. [26] : 242  Для снижения этого риска необходимы тщательный выбор места и долгосрочный мониторинг. [26] : 239 

Внезапный СО2утечка

Схема верхней части тела человека с обозначениями симптомов, затрагивающих различные части тела.
Основные симптомы отравления углекислым газом

CO 2 — это бесцветный и не имеющий запаха газ, который скапливается у земли, поскольку он тяжелее воздуха. У людей воздействие CO 2 в концентрациях более 5% (50 000 частей на миллион ) вызывает развитие гиперкапнии и респираторного ацидоза . Концентрации более 10% могут вызвать судороги, кому и смерть. Уровни CO 2 более 30% действуют быстро, приводя к потере сознания за считанные секунды. [56]

Трубопроводы и хранилища могут быть источниками крупных аварийных выбросов CO 2 , которые могут представлять опасность для местных сообществ. В отчете МГЭИК 2005 года говорится, что «существующие трубопроводы CO 2 , в основном в районах с низкой плотностью населения, а число аварий, зарегистрированных на километр трубопровода, очень низкое и сопоставимо с таковым для углеводородных трубопроводов». [26] : 12  В отчете также говорится, что местные риски для здоровья и безопасности геологического хранения CO 2 «сопоставимы» с рисками подземного хранения природного газа, если существуют хорошие процессы выбора места, нормативный надзор, мониторинг и планы по устранению инцидентов. [26] : 12  По состоянию на 2020 год способы, которыми трубопроводы могут выйти из строя, менее понятны для трубопроводов CO 2 , чем для трубопроводов природного газа или нефти, и существует мало стандартов безопасности, которые являются специфическими для трубопроводов CO 2 . [57]

Хотя это случается нечасто, несчастные случаи могут быть серьезными. В 2020 году трубопровод CO 2 разорвался из-за оползня недалеко от Сатартии, штат Миссисипи , в результате чего люди поблизости потеряли сознание. [58] Около 200 человек были эвакуированы, 45 госпитализированы, а некоторые испытали долгосрочные последствия для своего здоровья. [59] [60] Высокая концентрация CO 2 в воздухе также привела к остановке двигателей транспортных средств, что затруднило спасательные работы. [61]

Работа

Модернизация предприятий с использованием CCS может помочь сохранить рабочие места и экономическое процветание в регионах, которые полагаются на промышленность с интенсивными выбросами, избегая при этом экономических и социальных потрясений из-за раннего выхода на пенсию. [8] : 21–22  Например, планы Германии по выводу из эксплуатации около 40 ГВт угольных генерирующих мощностей до 2038 года сопровождаются пакетом в размере 40 миллиардов евро (45 миллиардов долларов США) для компенсации владельцам угольных шахт и электростанций, а также поддержки сообществ, которые будут затронуты. [8] : 21–22  Существует потенциал для снижения этих затрат, если заводы будут модернизированы с использованием CCS. Модернизация оборудования для улавливания CO 2 может обеспечить непрерывную работу существующих заводов, а также связанной с ними инфраструктуры и цепочек поставок. [8] : 21–22 

Капитал

В Соединенных Штатах типы объектов, которые могут быть модернизированы с помощью CCS, часто располагаются в сообществах, которые уже столкнулись с негативным воздействием на окружающую среду и здоровье, связанным с проживанием вблизи энергетических или промышленных объектов. [6] Эти объекты непропорционально расположены в бедных и/или меньшинственных сообществах. [62] Хотя есть доказательства того, что CCS может помочь сократить загрязняющие вещества, не являющиеся CO2, наряду с улавливанием CO2 , группы по защите окружающей среды часто обеспокоены тем, что CCS будет использоваться как способ продления срока службы объекта и продолжения локального вреда, который он наносит. [6] Часто общественные организации предпочитают, чтобы объект был закрыт, а инвестиции вместо этого были направлены на более чистые производственные процессы, такие как возобновляемая электроэнергия. [6]

Строительство трубопроводов часто подразумевает создание рабочих лагерей в отдаленных районах. В Канаде и Соединенных Штатах строительство нефте- и газопроводов в отдаленных общинах связано с социальным вредом, включая сексуальное насилие, [53] и эта история привела к тому, что некоторые коренные общины выступили против строительства трубопроводов CO2 . [ 63]

Расходы

Стоимость проекта, низкий уровень технологической готовности в технологиях улавливания и отсутствие источников дохода являются основными причинами остановки проектов CCS. [2] Проект коммерческого масштаба обычно требует первоначальных капиталовложений в размере до нескольких миллиардов долларов. [64] По данным Агентства по охране окружающей среды США, CCS увеличит стоимость производства электроэнергии на угольных электростанциях на 7–12 долларов/ МВт·ч . [65]

Стоимость CCS сильно варьируется в зависимости от источника CO 2 . Если предприятие производит газовую смесь с высокой концентрацией CO 2 , как в случае переработки природного газа, ее можно уловить и сжать за 15–25 долларов США за тонну. [66] Электростанции, цементные заводы и металлургические комбинаты производят более разбавленные потоки газа, для которых стоимость улавливания и сжатия составляет 40–120 долларов США за тонну CO 2 . [66] В Соединенных Штатах стоимость транспортировки по наземным трубопроводам находится в диапазоне 2–14 долларов США за тонну CO 2 , а более половины мощностей наземных хранилищ оцениваются ниже 10 долларов США за тонну CO 2 . [66] Реализации CCS включают в себя несколько технологий, которые в значительной степени настраиваются под каждую площадку, что ограничивает способность отрасли снижать затраты посредством обучения на практике . [67]

Роль в смягчении последствий изменения климата

Сравнение с другими вариантами смягчения последствий

По сравнению с другими вариантами сокращения выбросов, CCS очень дорог. Например, удаление CO 2 на электростанциях, работающих на ископаемом топливе, увеличивает затраты на 50–200 долларов США за тонну удаленного CO 2. [51] : 38  Существует много способов сокращения выбросов, которые обходятся менее чем в 20 долларов США за тонну предотвращенных выбросов CO 2. [ 68] Варианты, которые имеют гораздо больший потенциал для сокращения выбросов при меньших затратах, чем CCS, включают общественный транспорт , электромобили и различные меры по повышению энергоэффективности. [51] : 38  Ветровая и солнечная энергия часто являются самыми дешевыми способами производства электроэнергии, даже по сравнению с электростанциями, которые не используют CCS. [51] : 38  Резкое падение стоимости возобновляемой энергии и батарей затруднило для электростанций, работающих на ископаемом топливе, с CCS возможность быть конкурентоспособными по стоимости. [66]

Приоритетное использование

Фотография внешнего вида цементного завода
Завод по улавливанию углерода Brevik в Гейдельберге, запуск которого запланирован на 2025 год, станет первым коммерческим применением технологии улавливания и хранения углерода в производстве цемента. [69]
Диаграмма, показывающая процентное изменение в мировом производстве ветроэнергии и накоплении энергии с 2010 по 2023 год, а также то же самое для мощностей по улавливанию и хранению углерода с 2010 по 2023 год.
По сравнению с солнечной и ветровой энергетикой, CCS демонстрирует относительно стабильный рост установленной мощности с 2010 года.

В литературе по смягчению последствий изменения климата CCS описывается как играющая небольшую, но важную роль в сокращении выбросов парниковых газов. [6] [51] : 28  В 2014 году МГЭИК подсчитала, что полный отказ от CCS сделает удержание глобального потепления в пределах 2 градусов Цельсия на 138% дороже. [70] Чрезмерная зависимость от CCS как инструмента смягчения последствий также будет дорогостоящей и технически неосуществимой. По данным МЭА, попытка сократить потребление нефти и газа только с помощью CCS и прямого улавливания воздуха обойдется в 3,5 триллиона долларов США в год, что примерно равно годовому доходу всей нефтегазовой отрасли. [71] Выбросы относительно сложно или дорого сократить без CCS в следующих нишах: [8] : 13–14 

  • Тяжелая промышленность: CCS является одной из немногих доступных технологий, которые могут значительно сократить выбросы, связанные с производством цемента, химикатов и стали. [8] : 21–24  Часть выбросов CO 2 от этих процессов происходит из-за химических реакций, в дополнение к выбросам от сжигания топлива для получения тепла. Например, примерно треть выбросов от производства цемента возникает из-за сжигания топлива, а две трети — из-за химического процесса. [72] Глобальная ассоциация цемента и бетона утверждает, что CCS может сократить выбросы углерода на 36%. [73] Более чистые промышленные процессы находятся на разных стадиях разработки, и некоторые из них были коммерциализированы, [74] но далеки от широкого распространения. [51] : 29 
  • Модернизация: CCS может быть модернизирована на существующих угольных и газовых электростанциях и промышленных объектах, чтобы обеспечить непрерывную работу существующих предприятий и одновременно сократить их выбросы. [8] : 21–24 
  • Переработка природного газа: CCUS является единственным решением для сокращения выбросов CO2 при переработке природного газа . [8] : 21–24  Это не сокращает выбросы, выделяемые при сжигании газа. [6]
  • Водород: Почти весь водород сегодня производится из природного газа или угля. Установки могут включать CCS для улавливания CO 2, выделяемого в этих процессах. [8] : 21–24 
  • Дополнение к возобновляемой электроэнергии: В сценарии МЭА по чистым нулевым выбросам 251 ГВт электроэнергии во всем мире будет производиться угольными и газовыми электростанциями, оснащенными CCS, к 2050 году, в то время как 54 679 ГВт электроэнергии будет производиться солнечной фотоэлектрической и ветровой энергией . [29] : 91–92  Хотя солнечная и ветровая энергия, как правило, дешевле, электростанции, работающие на природном газе, биомассе или угле, имеют то преимущество, что они могут производить электроэнергию в любое время года и суток и могут быть задействованы в периоды высокого спроса. [8] : 51–52  Небольшое количество мощности электростанции может помочь удовлетворить растущую потребность в гибкости системы по мере увеличения доли ветра и солнца. [8] : 51–52  Потенциал надежной электросети, использующей 100% возобновляемую энергию, был смоделирован как возможный вариант для многих регионов, что сделает ископаемое CCS в секторе электроэнергетики ненужным. [75] Однако этот подход может оказаться более дорогим. [51] : 676 
  • Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода: Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS) — это процесс извлечения биоэнергии из биомассы и улавливания и хранения образующегося CO 2. При некоторых условиях BECCS может удалять углекислый газ из атмосферы. [76]

В 2022 году МГЭИК заявила, что «внедрение CCS в настоящее время сталкивается с технологическими, экономическими, институциональными, эколого-экологическими и социально-культурными барьерами». [51] : 28  Поскольку CCS может использоваться только с крупными стационарными источниками выбросов, оно не может сократить выбросы от сжигания ископаемого топлива в транспортных средствах и домах. МЭА описывает «чрезмерные ожидания и зависимость» от CCS и прямого улавливания воздуха как распространенное заблуждение. [71] Для достижения целей, установленных в Парижском соглашении , CCS должно сопровождаться резким снижением производства и использования ископаемого топлива. [6] [51] : 672 

Эффективность в сокращении выбросов парниковых газов

Фотография человека, смотрящего на большую открытую территорию, на которой велась добыча угля.
Угольные электростанции с CCS обычно сжигают больше угля, чтобы обеспечить энергию, необходимую для процессов CCS. Это увеличивает воздействие добычи угля на окружающую среду .

При использовании CCS для выработки электроэнергии большинство исследований предполагают, что улавливается 85–90 % CO 2 в потоке выхлопных газов. [77] Однако представители отрасли говорят, что фактические показатели улавливания ближе к 75 %, и лоббируют принятие правительственными программами этой более низкой цели. [78] Потенциал проекта CCS по сокращению выбросов зависит от нескольких факторов в дополнение к показателю улавливания. Эти факторы включают количество дополнительной энергии, необходимой для питания процессов CCS, источник дополнительной используемой энергии и утечку после улавливания. Энергия, необходимая для CCS, обычно поступает из ископаемого топлива, добыча, переработка и транспортировка которого приводят к выбросам. Некоторые исследования показывают, что при определенных обстоятельствах общее сокращение выбросов от CCS может быть очень низким или что добавление CCS может даже увеличить выбросы по сравнению с отсутствием улавливания. [79] [80] Например, одно исследование показало, что при модернизации угольной электростанции Petra Nova с использованием CCS фактический показатель сокращения выбросов был настолько низким, что в среднем составлял всего 10,8 % за 20-летний период. [81]

Некоторые реализации CCS не секвестрировали углерод на проектной мощности по коммерческим или техническим причинам. [10] [6] Например, на газоперерабатывающем заводе Shute Creek около половины уловленного CO 2 было продано для повышения нефтеотдачи , а другая половина была сброшена в атмосферу, поскольку ее нельзя было выгодно продать. [82] : 19  За один год эксплуатации газового проекта Gorgon в Австралии проблемы с подземными водами помешали закачке двух третей уловленного CO 2. [83] Анализ 13 крупных проектов CCS, проведенный в 2022 году, показал, что большинство из них либо секвестрировали гораздо меньше CO 2, чем изначально ожидалось, либо полностью провалились. [10] [82]

Выбросы при повышенном извлечении нефти

Существуют разногласия относительно того, полезно ли для климата улавливание углерода с последующей улучшенной добычей нефти. Процесс EOR является энергоемким из-за необходимости многократного отделения и повторного закачивания CO 2 для минимизации потерь. Если потери CO 2 сохраняются на уровне 1%, энергия, необходимая для операций EOR, приводит к выбросам CO 2 примерно в 0,23 тонны на тонну поглощенного CO 2. [40]

Кроме того, когда нефть, добытая с использованием EOR, впоследствии сжигается, выделяется CO2 . Если эти выбросы включены в расчеты, улавливание углерода с помощью EOR обычно приводит к увеличению общих выбросов по сравнению с отсутствием улавливания углерода вообще. [3] Если выбросы от сжигания добытой нефти исключаются из расчетов, улавливание углерода с помощью EOR приводит к снижению выбросов. В качестве аргументов в пользу исключения этих выбросов предполагается, что нефть, добытая с помощью EOR, вытесняет нефть, добытую традиционным способом, а не увеличивает мировое потребление нефти. [3] Обзор 2020 года показал, что научные статьи примерно поровну разделились по вопросу о том, увеличило или уменьшило ли улавливание углерода с помощью EOR выбросы. [3]

Модель спроса и предложения нефти Международного энергетического агентства показывает, что 80% нефти, добываемой в процессе повышения нефтеотдачи, вытеснит другую нефть на рынке. [40] Используя эту модель, было подсчитано, что на каждую тонну поглощенного CO2 сжигание нефти, добываемой традиционным методом повышения нефтеотдачи, приводит к 0,13 тоннам выбросов CO2 ( в дополнение к 0,24 тоннам CO2 , выбрасываемым в ходе самого процесса повышения нефтеотдачи). [40]

Темпы внедрения

По состоянию на 2023 год CCS улавливает около 0,1% мировых выбросов — около 45 миллионов тонн CO 2 . [6] Климатические модели МГЭИК и МЭА показывают, что к 2030 году будет улавливаться около 1 миллиарда тонн CO 2 , а к 2050 году — несколько миллиардов тонн. [6] Технологии CCS в приоритетных нишах, таких как производство цемента, все еще незрелые. МЭА отмечает «разрыв между уровнем зрелости отдельных технологий улавливания CO 2 и областями, в которых они больше всего нужны». [8] : 92 

Внедрение CCS требует длительного времени утверждения и строительства, а общие темпы внедрения исторически были медленными. [84] В результате отсутствия прогресса авторы стратегий смягчения последствий изменения климата неоднократно снижали роль CCS. [85] : 132  Некоторые наблюдатели, такие как МЭА, призывают к усилению приверженности CCS для достижения целей. [84] : 16  Другие наблюдатели рассматривают медленные темпы внедрения как указание на то, что концепция CCS вряд ли будет успешной, и призывают перенаправить усилия на другие инструменты смягчения последствий, такие как возобновляемые источники энергии. [86]

Политические дебаты

Фотография толпы, выстроившейся у грузовика. На боку грузовика написано «Технология чистого угля. Она работает».
Информационный грузовик о «чистом угле» от Американской коалиции за чистую угольную электроэнергию , правозащитной группы, представляющей производителей угля, коммунальные компании и железные дороги. [87]
Два человека держат тканевый баннер. На баннере изображено дерево со стрелкой, указывающей на него, и надписью «Улавливание углерода». На баннере также изображен промышленный объект и стрелка, указывающая на него, и надписью «Еще одна большая ложь».
Протест против CCS в 2021 году в Торки , Англия

Вопрос CCS обсуждался политическими деятелями, по крайней мере, с начала переговоров по РКИК ООН [88] в начале 1990-х годов и остается весьма спорным вопросом. [89]

Компании, работающие на ископаемом топливе, активно продвигают CCS, представляя ее как область инноваций и экономической эффективности. [11] Публичные заявления компаний, работающих на ископаемом топливе, и электроэнергетических компаний, работающих на ископаемом топливе, требуют «признания» того, что использование ископаемого топлива в будущем увеличится, и предполагают, что CCS позволит продлить эру ископаемого топлива. [11] В их заявлениях CCS обычно позиционируется как необходимый способ борьбы с изменением климата, при этом не упоминаются варианты сокращения использования ископаемого топлива. [11] По данным Международного энергетического агентства, по состоянию на 2023 год ежегодные инвестиции в нефтегазовый сектор в два раза превышают сумму, необходимую для производства количества топлива, совместимого с ограничением глобального потепления до 1,5 °C. [7] : 14 

Представители отрасли ископаемого топлива имели сильное присутствие на климатических конференциях ООН. [90] На этих конференциях они выступали за соглашения об использовании формулировок о сокращении выбросов от использования ископаемого топлива (через CCS) вместо формулировок о сокращении использования ископаемого топлива. [90] На Конференции ООН по изменению климата 2023 года по меньшей мере 475 лоббистам CCS был предоставлен доступ. [91]

Многие экологические НПО, такие как «Друзья Земли», придерживаются резко негативных взглядов на CCS. [92] В опросах экологические НПО оценивают важность ископаемой энергии с CCS примерно так же низко, как и их оценки ядерной энергии. [93] Критики рассматривают CCS как непроверенную, дорогостоящую технологию, которая увековечит зависимость от ископаемого топлива. [12] Они считают, что другие способы сокращения выбросов более эффективны, а CCS — это отвлечение. [12] Они предпочли бы, чтобы государственные средства направлялись на инициативы, не связанные с отраслью ископаемого топлива. [12]

Сокращение выбросов ископаемого топлива

В международных переговорах по климату спорным вопросом было то, следует ли вообще отказаться от использования ископаемого топлива или отказаться от использования «неослабленного» ископаемого топлива. На Конференции ООН по изменению климата 2023 года было достигнуто соглашение о поэтапном отказе от использования угля без ограничений. [94] Термин «ослабленный» обычно понимается как использование CCS, однако соглашение оставило этот термин неопределенным. [94]

Поскольку термины «сокращенный» и «несокращенный » не были определены, соглашение подверглось критике за то, что оно допускало злоупотребления. [94] Без четкого определения использование ископаемого топлива можно назвать «сокращенным», если оно использует CCS только в минимальной степени, например, улавливая только 30% выбросов с завода. [94]

МГЭИК считает, что ископаемое топливо не сокращается, если оно «производится и используется без вмешательств, которые существенно сокращают количество парниковых газов, выбрасываемых на протяжении жизненного цикла; например, улавливание 90% или более от электростанций или 50–80% неконтролируемых выбросов метана от энергоснабжения». [95] Цель определения МГЭИК заключается в том, чтобы потребовать как эффективного УХУ, так и глубокого сокращения неконтролируемых выбросов газа для того, чтобы выбросы ископаемого топлива можно было квалифицировать как «сокращенные». [13]

Социальное принятие

Общественность в целом мало осведомлена о CCS. [51] : 642–643  Общественная поддержка среди тех, кто осведомлен о CCS, как правило, низкая, особенно по сравнению с общественной поддержкой других вариантов сокращения выбросов. [51] : 642–643 

Частой проблемой для общественности является прозрачность, например, в вопросах безопасности, затрат и воздействия. [96] Другим фактором принятия является то, признаются ли неопределенности, включая неопределенности относительно потенциально негативного воздействия на окружающую среду и здоровье населения. [96] Исследования показывают, что всестороннее взаимодействие с сообществами увеличивает вероятность успеха проекта по сравнению с проектами, которые не вовлекают общественность. [96] Некоторые исследования показывают, что сотрудничество с сообществом может способствовать предотвращению вреда в сообществах, затронутых проектом. [96]

Государственные программы

Почти все проекты CCS, действующие сегодня, получили финансовую поддержку правительства, в основном в форме капитальных грантов и — в меньшей степени — эксплуатационных субсидий. [8] : 156–160  В некоторых странах предлагаются налоговые льготы. [97] [98] Грантовое финансирование сыграло особенно важную роль в проектах, запускаемых с 2010 года, при этом 8 из 15 проектов получили гранты в размере от около 55 миллионов долларов США (60 миллионов австралийских долларов) в случае Gorgon в Австралии до 840 миллионов долларов США (865 миллионов канадских долларов) для Quest в Канаде. Явная цена на углерод поддержала инвестиции в CCS только в двух случаях на сегодняшний день: проекты Sleipner и Snøhvit в Норвегии. [8] : 156–160 

Северная Америка

В качестве средства для стимулирования внутренней добычи нефти федеральный налоговый кодекс США имел своего рода стимул для повышения нефтеотдачи с 1979 года, когда сырая нефть все еще находилась под контролем федеральных цен. 15-процентный налоговый кредит был кодифицирован с Федеральным налоговым стимулом США EOR в 1986 году, и добыча нефти с помощью EOR с использованием CO 2 впоследствии быстро росла. [99]

В США Закон об инвестициях в инфраструктуру и рабочих местах 2021 года выделяет более 3 миллиардов долларов на различные демонстрационные проекты CCS. Аналогичная сумма выделяется для региональных центров CCS, которые фокусируются на более широком улавливании, транспортировке и хранении или использовании уловленного CO2 . Еще сотни миллионов ежегодно выделяются на гарантии по кредитам, поддерживающие транспортную инфраструктуру CO2. [ 100]

Закон о снижении инфляции 2022 года (IRA) обновляет закон о налоговых льготах, чтобы поощрять использование улавливания и хранения углерода. Налоговые льготы в соответствии с законом предусматривают до 85 долларов США за тонну за улавливание и хранение CO2 в соляных геологических формациях или до 60 долларов США за тонну за CO2, используемый для повышения нефтеотдачи. [101] Налоговая служба полагается на документацию корпорации для обоснования заявлений о том, сколько CO2 секвестрируется , и не проводит независимых расследований. [89] В 2020 году федеральное расследование показало, что заявители на налоговый кредит 45Q не смогли документально подтвердить успешное геологическое хранение почти на 900 миллионов долларов из 1 миллиарда долларов, на которые они претендовали. [3]

В 2023 году Агентство по охране окружающей среды США выпустило правило, предлагающее, чтобы CCS было обязательным для достижения 90% сокращения выбросов для существующих угольных и газовых электростанций. Это правило вступит в силу в период с 2035 по 2040 год. [102] Для газовых электростанций правило потребует 90% улавливания CO2 с помощью CCS к 2035 году или совместного сжигания 30% водорода с низким уровнем выбросов парниковых газов, начиная с 2032 года, и совместного сжигания 96% водорода с низким уровнем выбросов парниковых газов, начиная с 2038 года. [102] В США, хотя федеральное правительство может полностью или частично финансировать пилотные проекты CCS, местные или общественные юрисдикции, скорее всего, будут управлять размещением и строительством проектов CCS. [ 103] Безопасность трубопроводов CO2 контролируется Управлением по безопасности трубопроводов и опасных материалов , [104] которое подвергалось критике за недостаточное финансирование и нехватку персонала. [105]

Канада установила налоговый кредит на оборудование CCS на 2022–2028 годы. [98] Кредит составляет 50% для оборудования CCS и 37,5% для оборудования для транспортировки и хранения. [98] Канадская ассоциация производителей нефти запросила кредит в размере 75%. [98] Ожидалось, что федеральный налоговый кредит обойдется правительству в 2,6 млрд канадских долларов за 5 лет; [98] в 2024 году парламентский бюджетный инспектор оценил его в 5,7 млрд канадских долларов. [106] Саскачеван предоставил свой 20-процентный налоговый кредит в рамках Программы инвестиций в нефтяную инфраструктуру провинции трубопроводам, транспортирующим CO2 . [ 107]

Европа

В Норвегии технология CCS стала частью стратегии по обеспечению совместимости экспорта ископаемого топлива с национальными целями по сокращению выбросов. [108] В 1991 году правительство ввело налог на выбросы CO2 при добыче нефти и газа на шельфе. [109] : 20  Этот налог в сочетании с благоприятной и хорошо изученной геологией участка стал причиной того, что Equinor решила внедрить технологию CCS на газовых месторождениях Sleipner и Snøhvit . [8] : 158 

В 2022 году Дания объявила о выделении субсидий на CCS в размере до 5 млрд евро с целью сокращения выбросов на 0,9 млн тонн CO2 к 2030 году. [110]

В Великобритании дорожная карта CCUS определяет совместные обязательства правительства и промышленности по развертыванию CCUS и устанавливает подход к созданию четырех промышленных кластеров CCUS с низким уровнем выбросов углерода, которые будут улавливать 20–30 МтCO2 в год к 2030 году. [111] В сентябре 2024 года правительство Великобритании объявило о выделении 21,7 млрд фунтов стерлингов в виде субсидий на 25 лет для HyNet CCS и схемы голубого водорода в Мерсисайде и схемы кластера Восточного побережья в Тиссайде. [112]

Азия

Государственный совет Китая в настоящее время опубликовал более 10 национальных политик и руководящих принципов, продвигающих УХУ, включая Концепцию 14-го пятилетнего плана (2021–2025 гг.) национального экономического и социального развития и Видение Китая до 2035 года. [113]

КО2использование в продуктах

Фотография вытянутой руки с гравием
Включение углекислого газа в строительный материал приведет к его неограниченному поглощению.

CO 2 может использоваться в качестве сырья для производства различных видов продукции. По состоянию на 2022 год использование в продуктах потребляет около 1% CO 2 , улавливаемого каждый год. [114] При производстве мочевины , важного сельскохозяйственного удобрения, CO 2 , образующийся в ходе промышленного процесса, часто перерабатывается и используется повторно. Однако по соглашению этот тип внутренней переработки не включается в цифры по улавливанию углерода. [115] Аналогичным образом, CO 2 , производимый для пищевой промышленности и производства напитков, также исключается из этих цифр [115]

По состоянию на 2023 год коммерчески целесообразно производить следующие продукты из уловленного CO2 : метанол , мочевина, поликарбонаты , полиолы , полиуретан и салициловые кислоты . [34] В настоящее время метанол в основном используется для производства других химикатов, с потенциалом для более широкого будущего использования в качестве топлива. [116]

Технологии секвестрации CO 2 в продуктах из минерального карбоната были продемонстрированы, но не готовы к коммерческому развертыванию по состоянию на 2023 год. [34] Продолжаются исследования процессов включения CO 2 в бетон или строительный заполнитель . Использование CO 2 в строительных материалах обещает развертывание в больших масштабах, [117] и является единственным прогнозируемым использованием CO 2 , которое является достаточно постоянным, чтобы квалифицироваться как хранение . [118] Другие потенциальные области применения уловленного CO 2 , которые изучаются, включают создание синтетического топлива , а также различных химикатов и пластиков. [34] Производство топлива и химикатов из CO 2 является весьма энергоемким. [118]

Улавливание CO2 для использования в продуктах не обязательно снижает выбросы. [8] : 111  Климатические выгоды, связанные с использованием CO2 , в первую очередь возникают из-за замены продуктов, которые имеют более высокие выбросы в течение жизненного цикла. [8] : 111  Величина климатических выгод варьируется в зависимости от того, как долго продукт хранится до того, как он снова выделит CO2 , количества и источника энергии, используемой в производстве, будет ли продукт в противном случае производиться с использованием ископаемого топлива, и источника уловленного CO2 . [ 8] : 111  Более значительное сокращение выбросов достигается, если CO2 улавливается из биоэнергии, а не из ископаемого топлива. [8] : 111 

Потенциал использования CO 2 в продуктах невелик по сравнению с общим объемом CO 2 , который можно было бы предвидеть. Например, в сценарии МЭА по достижению нулевых чистых выбросов к 2050 году более 95% уловленного CO 2 геологически изолируется и менее 5% используется в продуктах. [118]

По данным МЭА, продукты, созданные из уловленного CO 2 , вероятно, будут стоить намного дороже, чем обычные и альтернативные низкоуглеродные продукты. [8] : 110  Одним из важных применений уловленного CO 2 было бы производство синтетического углеводородного топлива , которое наряду с биотопливом является единственной практической альтернативой ископаемому топливу для дальних перелетов. Ограничения на доступность устойчивой биомассы означают, что это синтетическое топливо будет необходимо для нулевых выбросов; CO 2 должен будет поступать из производства биоэнергии или прямого улавливания воздуха, чтобы быть углеродно-нейтральным. [8] : 21–24 

Прямое улавливание и связывание углерода из воздуха

Прямое улавливание и секвестрация углерода в воздухе (DACCS) — это использование химических или физических процессов для извлечения CO2 непосредственно из окружающего воздуха и помещения уловленного CO2 в долгосрочное хранилище. [119] В отличие от CCS, который улавливает выбросы из точечного источника, DAC имеет потенциал для удаления углекислого газа, который уже находится в атмосфере. Таким образом, DAC может использоваться для улавливания выбросов, которые возникли в нестационарных источниках, таких как двигатели самолетов. [120] По состоянию на 2023 год DACCS еще не был интегрирован в торговлю выбросами , поскольку, составляя более 1000 долларов США, [121] стоимость за тонну углекислого газа во много раз превышает цену углерода на этих рынках. [122]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab IPCC, 2021: Приложение VII: Глоссарий [Matthews, JBR, V. Möller, R. van Diemen, JS Fuglestvedt, V. Masson-Delmotte, C. Méndez, S. Semenov, A. Reisinger (ред.)]. В Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Вклад Рабочей группы I в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, SL Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, MI Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, JBR Matthews, TK Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu и B. Zhou (ред.)]. Cambridge University Press, Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США, стр. 2215–2256, doi:10.1017/9781009157896.022.
  2. ^ abcdef Чжан, Ютин; Джексон, Кристофер; Кревор, Сэмюэл (28 августа 2024 г.). «Возможность достижения гигатонного масштаба хранения CO2 к середине столетия». Nature Communications . 15 (1): 6913. doi :10.1038/s41467-024-51226-8. ISSN  2041-1723. PMC  11358273 . PMID  39198390.Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  3. ^ abcdefgh Sekera, июнь; Lichtenberger, Andreas (6 октября 2020 г.). «Оценка улавливания углерода: государственная политика, наука и общественная потребность: обзор литературы по удалению промышленного углерода». Biophysical Economics and Sustainability . 5 (3): 14. Bibcode :2020BpES....5...14S. doi : 10.1007/s41247-020-00080-5 .Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  4. ^ ab Kazlou, Tsimafei; Cherp, Aleh; Jewell, Jessica (октябрь 2024 г.). «Возможное развертывание улавливания и хранения углерода и требования климатических целей». Nature Climate Change . 14 (10): 1047– 1055, Extended Data Fig. 1. Bibcode :2024NatCC..14.1047K. doi :10.1038/s41558-024-02104-0. ISSN  1758-6798. PMC 11458486 . PMID  39386083. 
  5. ^ abcde "Global Status Report 2024". Global CCS Institute . стр.  57–58 . Получено 19 октября 2024 г.В отчете перечислены 50 объектов, из которых 3 являются объектами прямого улавливания воздуха и 3 — объектами транспортировки/хранения.
  6. ^ abcdefghijklmn Леблинг, Кэти; Ганготра, Анкита; Хаускер, Карл; Байрум, Закари (13 ноября 2023 г.). «7 вещей, которые нужно знать о улавливании, использовании и секвестрации углерода». Институт мировых ресурсов .Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  7. ^ abc "Нефтегазовая промышленность в условиях перехода к чистому нулю – Анализ". МЭА . 23 ноября 2023 г. Получено 4 ноября 2024 г.Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  8. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq IEA (2020), CCUS в области перехода к чистой энергетике , IEA, ПарижТекст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  9. ^ "Резюме – Дорожная карта Net Zero: глобальный путь к достижению цели в 1,5 °C – Анализ". МЭА . Получено 10 ноября 2024 г.
  10. ^ abc Vaughan, Adam (1 сентября 2022 г.). «Большинство крупных проектов по улавливанию и хранению углерода не достигли целевых показателей». New Scientist . Получено 28 августа 2024 г. .
  11. ^ abcd Гандерсон, Райан; Стюарт, Диана; Петерсен, Брайан (10 апреля 2020 г.). «Формирование индустрией ископаемого топлива улавливания и хранения углерода: вера в инновации, инструментализация ценностей и поддержание статус-кво». Журнал более чистого производства . 252 : 119767. Bibcode : 2020JCPro.25219767G. doi : 10.1016/j.jclepro.2019.119767. ISSN  0959-6526.
  12. ^ abcd Лахани, Нина (29 августа 2024 г.). «США лидируют среди богатых стран, тратящих миллиарды государственных денег на непроверенные «климатические решения». The Guardian . ISSN  0261-3077 . Получено 21 сентября 2024 г. .
  13. ^ ab Staff, Carbon Brief (5 декабря 2023 г.). «Вопросы и ответы: почему определение «поэтапного отказа» от «неослабленного» ископаемого топлива так важно на КС-28». Carbon Brief . Получено 2 октября 2024 г.
  14. ^ Мартин-Робертс, Эмма; Скотт, Вивиан; Флюд, Стефани; Джонсон, Гарет; Хазелдин, Р. Стюарт; Гилфиллан, Стюарт (ноябрь 2021 г.). «Улавливание и хранение углерода в конце потерянного десятилетия». Одна Земля . 4 (11): 1645– 1646. Bibcode : 2021OEart...4.1645M. doi : 10.1016/j.oneear.2021.10.023. hdl : 20.500.11820/45b9f880-71e1-4b24-84fd-b14a80d016f3 . ISSN  2590-3322 . Получено 21 июня 2024 г.
  15. ^ ab "Улавливание и использование CO2 - Энергетическая система". МЭА . Получено 27 июня 2024 г.
  16. ^ Снабьёрнсдоттир, Сандра О; Сигфуссон, Бергур; Мариени, Кьяра; Гольдберг, Дэвид; Гисласон, Сигурдур Р.; Олкерс, Эрик Х. (февраль 2020 г.). «Хранение углекислого газа посредством минеральной карбонизации». Обзоры природы Земля и окружающая среда . 1 (2): 90–102 . Бибкод : 2020NRvEE...1...90S. дои : 10.1038/s43017-019-0011-8. ISSN  2662-138X . Проверено 21 июня 2024 г.
  17. ^ Хепберн, Кэмерон; Адлен, Элла; Беддингтон, Джон; Картер, Эмили А.; Фусс, Сабина; Мак Дауэлл, Ниалл; Минкс, Ян К.; Смит, Пит; Уильямс, Шарлотта К. (ноябрь 2019 г.). «Технологические и экономические перспективы использования и удаления CO2». Nature . 575 (7781): 87– 97. doi :10.1038/s41586-019-1681-6. ISSN  1476-4687. PMID  31695213.
  18. ^ "О CCUS – Анализ". IEA . 7 апреля 2021 г. Получено 24 августа 2024 г.
  19. ^ "Ежегодные патенты, поданные на технологии улавливания и хранения углерода". Our World in Data. 2022. Архивировано из оригинала 6 января 2025 года.(Нажмите вкладку «диаграмма») Источник сообщает: «Источник данных: платформа IRENA - INSPIRE (2022) / Данные за последние годы не являются полными из-за задержки между датой подачи заявки и временем официальной публикации патентов. Дополнительную информацию можно найти на сайте IRENA INSPIRE».
  20. ^ СТЕФАНИНИ, САРА (21 мая 2015 г.). «Зеленый уголь в красном». Politico . Получено 21 ноября 2017 г. .
  21. ^ ab Rochelle, Gary T. (25 сентября 2009 г.). «Очистка амином для улавливания CO 2». Science . 325 (5948): 1652– 1654. doi :10.1126/science.1176731. ISSN  0036-8075. PMID  19779188.
  22. ^ Управление США по ископаемым источникам энергии и управлению углеродом. "Повышенная нефтеотдача" . Получено 9 августа 2024 г.
  23. ^ abc Ма, Цзиньфэн; Ли, Лин; Ван, Хаофан; Ду, Йи; Ма, Джунджи; Чжан, Сяоли; Ван, Чжэньлян (июль 2022 г.). «Улавливание и хранение углерода: история и путь вперед». Инженерное дело . 14 : 33– 43. Бибкод :2022Ангин..14...33М. дои : 10.1016/j.eng.2021.11.024. S2CID  247416947.
  24. ^ Маркетти, Чезаре (1977). «О геоинженерии и проблеме CO2». Изменение климата . 1 (1): 59– 68. Bibcode : 1977ClCh....1...59M. doi : 10.1007/BF00162777.
  25. ^ Booras, GS; Smelser, SC (ноябрь 1991 г.). «Инженерно-экономическая оценка удаления CO2 из электростанций, работающих на ископаемом топливе». Energy . 16 ( 11– 12): 1295– 1305. doi :10.1016/0360-5442(91)90003-5.
  26. ^ abcdefghi Metz, Bert; Davidson, Ogunlade; De Conink, Heleen; Loos, Manuela; Meyer, Leo, ред. (2005). "Специальный доклад МГЭИК по улавливанию и хранению диоксида углерода" (PDF) . Межправительственная группа экспертов по изменению климата; Cambridge University Press . Получено 16 августа 2023 г. .
  27. ^ Ван, Нан; Акимото, Кейго; Немет, Грегори Ф. (1 ноября 2021 г.). «Что пошло не так? Уроки трех десятилетий пилотных и демонстрационных проектов по улавливанию, использованию и секвестрации углерода (CCUS)». Энергетическая политика . 158 : 112546. Bibcode : 2021EnPol.15812546W. doi : 10.1016/j.enpol.2021.112546. ISSN  0301-4215 . Получено 24 июня 2024 г.
  28. ^ Лахани, Нина (29 августа 2024 г.). «США лидируют среди богатых стран, тратящих миллиарды государственных денег на бездоказательные «климатические решения». The Guardian . ISSN  0261-3077 . Получено 18 сентября 2024 г. .
  29. ^ ab "Net Zero Roadmap: A Global Pathway to Keep the 1.5 °C Goal in Reach – Analysis". МЭА . 26 сентября 2023 г. Получено 11 сентября 2024 г.
  30. ↑ Бюджетное управление Конгресса (13 декабря 2023 г.). «Улавливание и хранение углерода в Соединенных Штатах». www.cbo.gov . Получено 18 сентября 2024 г. .Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  31. ^ Тамбурини, Федерика; Занобетти, Франческо; Чиполлетта, Мариасоле; Бонвичини, Сара; Коццани, Валерио (1 ноября 2024 г.). «Современное состояние количественной оценки рисков цепочки создания стоимости CCS». Безопасность процессов и защита окружающей среды . 191 : 2044–2063 . Bibcode : 2024PSEP..191.2044T. doi : 10.1016/j.psep.2024.09.066 . ISSN  0957-5820.
  32. ^ «Пути к коммерческому старту: управление выбросами углерода». Министерство энергетики США . Апрель 2023 г. стр. 11. Получено 18 сентября 2024 г.Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  33. ^ Канниче, Мохамед; Гро-Боннивар, Рене; Жо, Филипп; Валле-Маркос, Хосе; Аманн, Жан-Марк; Буаллу, Шакиб (январь 2010 г.). «Предварительное сжигание, последующее сжигание и кислородное сжигание на тепловой электростанции для улавливания CO2» (PDF) . Прикладная теплотехника . 30 (1): 53– 62. doi :10.1016/j.applthermaleng.2009.05.005.
  34. ^ abcdef Dziejarski, Bartosz; Krzyżyńska, Renata; Andersson, Klas (июнь 2023 г.). «Текущее состояние технологий улавливания, использования и хранения углерода в мировой экономике: обзор технической оценки». Fuel . 342 : 127776. Bibcode :2023Fuel..34227776D. doi : 10.1016/j.fuel.2023.127776 . ISSN  0016-2361.Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  35. ^ Буй, Май; Аджиман, Клэр С.; Бардоу, Андре; Энтони, Эдвард Дж.; Бостон, Энди; Браун, Соломон; Феннелл, Пол С.; Фусс, Сабина; Галиндо, Ампаро; Хакетт, Ли А.; Халлетт, Джейсон П.; Херцог, Говард Дж.; Джексон, Джордж; Кемпер, Жасмин; Кревор, Сэмюэл; Мейтленд, Джеффри К.; Матушевски, Майкл; Меткалф, Ян С.; Пети, Камилла; Паксти, Грэм; Реймер, Джеффри; Рейнер, Дэвид М.; Рубин, Эдвард С.; Скотт, Стюарт А.; Шах, Нилай; Смит, Беренд; Траслер, Дж. П. Мартин; Уэбли, Пол; Уилкокс, Дженнифер; Мак Дауэлл, Ниалл (2018). «Улавливание и хранение углерода (CCS): путь вперед». Энергетика и наука об окружающей среде . 11 (5): 1062–1176 . doi : 10.1039/C7EE02342A . hdl : 10044/1/55714 .
  36. ^ Дженсен, Марк Дж.; Рассел, Кристофер С.; Бергесон, Дэвид; Хёгер, Кристофер Д.; Франкман, Дэвид Дж.; Бенс, Кристофер С.; Бакстер, Ларри Л. (ноябрь 2015 г.). «Прогнозирование и проверка криогенного улавливания углерода в контуре внешнего охлаждения (CCC-ECL) для полномасштабной модернизации угольных электростанций». Международный журнал по контролю за выбросами парниковых газов . 42 : 200–212 . Bibcode : 2015IJGGC..42..200J. doi : 10.1016/j.ijggc.2015.04.009 .
  37. ^ Бакстер, Ларри Л.; Бакстер, Эндрю; Бевер, Итан; Берт, Стефани; Чемберлен, Скайлер; Фрэнкман, Дэвид; Хёгер, Кристофер; Мэнсфилд, Эрик; Паркинсон, Даллин; Сэйр, Аарон; Ститт, Кайлер (28 сентября 2019 г.). Заключительный/технический отчет по разработке криогенного улавливания углерода (технический отчет). стр. DOE–SES–28697, 1572908. doi :10.2172/1572908. OSTI  1572908. S2CID  213628936.
  38. ^ Sonke, J.; Morland, BH; Moulie, G.; Franke, MS (1 марта 2024 г.). «Коррозия и химические реакции в нечистом CO2». Международный журнал по контролю выбросов парниковых газов . 133 : 104075. doi : 10.1016/j.ijggc.2024.104075. ISSN  1750-5836.
  39. ^ «Может ли CO2-EOR действительно обеспечить нефть с отрицательным выбросом углерода? – Анализ». МЭА . 11 апреля 2019 г. Получено 11 октября 2024 г.
  40. ^ abcd "Insights Series 2015 - Хранение CO2 посредством повышения нефтеотдачи – Анализ". IEA . 3 ноября 2015 г. стр.  29–33 . Получено 25 октября 2024 г.
  41. ^ Dziejarski, Bartosz; Krzyżyńska, Renata; Andersson, Klas (июнь 2023 г.). «Текущее состояние технологий улавливания, использования и хранения углерода в мировой экономике: обзор технической оценки». Fuel . 342 : 127776. Bibcode :2023Fuel..34227776D. doi : 10.1016/j.fuel.2023.127776 . ISSN  0016-2361.Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  42. ^ аб Снабьёрнсдоттир, Сандра О; Сигфуссон, Бергур; Мариени, Кьяра; Гольдберг, Дэвид; Гисласон, Сигурдур Р.; Олкерс, Эрик Х. (февраль 2020 г.). «Хранение углекислого газа посредством минеральной карбонизации». Обзоры природы Земля и окружающая среда . 1 (2): 90–102 . Бибкод : 2020NRvEE...1...90S. дои : 10.1038/s43017-019-0011-8. ISSN  2662-138X . Проверено 21 июня 2024 г.
  43. ^ Ким, Кюхён; Ким, Донхён; На, Юнсу; Сон, Ёнсу; Ван, Джихун (декабрь 2023 г.). «Обзор механизма минерализации углерода во время геологического хранения CO2». Heliyon . 9 (12): e23135. doi : 10.1016/j.heliyon.2023.e23135 . ISSN  2405-8440. PMC 10750052 . PMID  38149201. 
  44. ^ Рингроуз, Филипп (2020). Как хранить CO2 под землей: идеи из ранних проектов CCS . Швейцария: Springer. ISBN 978-3-030-33113-9.
  45. ^ Смит, Беренд; Реймер, Джеффри А.; Ольденбург, Кертис М.; Бург, Ян К. (2014). Введение в улавливание и секвестрацию углерода . Лондон: Imperial College Press. ISBN 978-1-78326-328-8 . 
  46. ^ Зобак, Марк Д.; Горелик, Стивен М. (26 июня 2012 г.). «Вызов землетрясений и крупномасштабное геологическое хранение углекислого газа». Труды Национальной академии наук . 109 (26): 10164– 10168. Bibcode : 2012PNAS..10910164Z. doi : 10.1073/pnas.1202473109 . ISSN  0027-8424. PMC 3387039. PMID 22711814  . 
  47. ^ Lenzen, Manfred (15 декабря 2011 г.). «Влияние утечки из хранилища CO2 на глобальное потепление». Critical Reviews in Environmental Science and Technology . 41 (24): 2169– 2185. Bibcode : 2011CREST..41.2169L. doi : 10.1080/10643389.2010.497442. ISSN  1064-3389.
  48. ^ Маршалл, Криста; Climatewire (28 июня 2010 г.). «Может ли утечка хранимого углекислого газа?». Scientific American . Получено 20 мая 2022 г.
  49. ^ ab Zapp, Petra; Schreiber, Andrea; Marx, Josefine; Haines, Mike; Hake, Jürgen-Friedrich; Gale, John (1 мая 2012 г.). «Общее воздействие технологий CCS на окружающую среду — подход жизненного цикла». International Journal of Greenhouse Gas Control . 8 : 12–21 . doi :10.1016/j.ijggc.2012.01.014. ISSN  1750-5836.
  50. ^ Рубин, Эдвард С.; Мантрипрагада, Хари; Маркс, Аарон; Верстиг, Питер; Китчин, Джон (октябрь 2012 г.). «Перспективы улучшенной технологии улавливания углерода». Progress in Energy and Combustion Science . 38 (5): 630– 671. Bibcode : 2012PECS...38..630R. doi : 10.1016/j.pecs.2012.03.003.
  51. ^ abcdefghijk IPCC (2022). Shukla, PR; Skea, J.; Slade, R.; Al Khourdajie, A.; et al. (ред.). Изменение климата 2022: смягчение последствий изменения климата (PDF) . Вклад Рабочей группы III в Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Cambridge University Press (в печати). doi : 10.1017/9781009157926. ISBN 978-1-009-15792-6.
  52. ^ Ричардсон, Мэтью Л.; Уилсон, Бенджамин А.; Айуто, Дэниел АС; Кросби, Жонкиль Э.; Алонсо, Альфонсо; Даллмейер, Франциско; Голински, Г. Карен (июль 2017 г.). «Обзор воздействия трубопроводов и линий электропередач на биоразнообразие и стратегии смягчения последствий». Биоразнообразие и сохранение . 26 (8): 1801– 1815. Bibcode : 2017BiCon..26.1801R. doi : 10.1007/s10531-017-1341-9. ISSN  0960-3115.
  53. ^ ab Markusoff, Jason (31 мая 2018 г.). «Являются ли «мужские лагеря», в которых размещаются строители трубопроводов, угрозой для женщин из числа коренного населения?». Macleans.ca . Получено 30 сентября 2024 г. .
  54. ^ Равнум, С.; Рунден-Пран, Э.; Фьельсбё, Л.М.; Дусинска, М. (июль 2014 г.). «Оценка риска для здоровья человека нитрозаминов и нитраминов для потенциального применения при улавливании CO2». Regulatory Toxicology and Pharmacology . 69 (2): 250– 255. doi :10.1016/j.yrtph.2014.04.002. ISSN  1096-0295. PMID  24747397.
  55. ^ abc Микунда, Том; Бруннер, Логан; Скайлоджианни, Эйрини; Монтейро, Джулиана; Райкрофт, Лидия; Кемпер, Жасмин (1 июня 2021 г.). «Улавливание и хранение углерода и цели устойчивого развития». Международный журнал по контролю за выбросами парниковых газов . 108 : 103318. Bibcode : 2021IJGGC.10803318M. doi : 10.1016/j.ijggc.2021.103318. ISSN  1750-5836.
  56. ^ Permentier, Kris; Vercammen, Steven; Soetaert, Sylvia; Schellemans, Christian (4 апреля 2017 г.). «Отравление углекислым газом: обзор литературы о часто забываемой причине интоксикации в отделении неотложной помощи». International Journal of Emergency Medicine . 10 (1): 14. doi : 10.1186/s12245-017-0142-y . ISSN  1865-1372. PMC 5380556. PMID 28378268  . Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  57. ^ Лу, Хунфан; Ма, Синь; Хуан, Кунь; Фу, Линди; Азими, Мохаммадамин (1 сентября 2020 г.). «Транспортировка углекислого газа по трубопроводам: систематический обзор». Журнал чистого производства . 266 : 121994. Bibcode : 2020JCPro.26621994L. doi : 10.1016/j.jclepro.2020.121994. ISSN  0959-6526.
  58. ^ Баурик, Тристан (30 апреля 2024 г.). «'Строгое предупреждение': последняя утечка углекислого газа вызывает опасения по поводу безопасности и регулирования». Verite News . Получено 21 августа 2024 г.
  59. ^ Дэн Зегарт (26 августа 2021 г.). «Газирование Сатартии». Huffington Post . Получено 8 января 2025 г.
  60. ^ Саймон, Джулия (10 мая 2023 г.). «Разрыв, в результате которого госпитализированы 45 человек, вызвал вопросы о безопасности трубопроводов CO2». NPR . Получено 8 января 2025 г.
  61. ^ Саймон, Джулия (25 сентября 2023 г.). «США расширяют трубопроводы CO2. Один отравленный город хочет, чтобы вы узнали его историю». NPR . Получено 8 января 2025 г.
  62. ^ Консультативный совет по вопросам экологической справедливости Белого дома (2021). «Инструмент проверки справедливости в области климата и экономики Justice40 и изменения в указе 12898: промежуточные окончательные рекомендации» (PDF) .
  63. ↑ Сплиттер, Дженни (7 июля 2022 г.). «Жестокая борьба за остановку 2000-мильного углеродного трубопровода». The Guardian . ISSN  0261-3077 . Получено 11 января 2025 г.
  64. ^ Липпонен, Юхо; Маккалок, Саманта; Килинг, Саймон; Стэнли, Тристан; Бергхаут, Нильс; Берли, Томас (июль 2017 г.). «Политика крупномасштабного развертывания CCS». Energy Procedia . 114 : 7581– 7595. Bibcode : 2017EnPro.114.7581L. doi : 10.1016/j.egypro.2017.03.1890 .
  65. ^ Агентство по охране окружающей среды (23 мая 2023 г.). «Новые стандарты производительности источников выбросов парниковых газов от новых, модифицированных и реконструированных электрогенерирующих установок, работающих на ископаемом топливе; Руководящие принципы выбросов парниковых газов от существующих электрогенерирующих установок, работающих на ископаемом топливе; и отмена правила о доступной чистой энергии». Федеральный реестр . Страница 333447. Получено 20 сентября 2023 г.
  66. ^ abcd "Is carbon capture too expensive? – Analysis". IEA. Текст был скопирован из этого источника, который находится под лицензией CC-BY . 17 февраля 2021 г. Получено 11 сентября 2024 г.
  67. ^ Stapczynski, Stephen (13 сентября 2023 г.). «Big Oil's Climate Fix Is Running Out of Time to Prove Itself» (Климатическое решение крупных нефтяных компаний не имеет времени, чтобы доказать свою состоятельность). Bloomberg . Получено 2 октября 2024 г.
  68. ^ Шумер, Клеа; Бём, Софи; Франсен, Тарин; Хаускер, Карл; Деллески, Кэрри (4 апреля 2022 г.). «6 выводов из доклада МГЭИК о смягчении последствий изменения климата за 2022 год». Институт мировых ресурсов .
  69. ^ Ниранджан, Аджит (12 августа 2024 г.). «С цементом мы все еще в 1970-х»: норвежский завод проложит путь к производству бетона без углерода». The Guardian . ISSN  0261-3077 . Получено 20 января 2025 г. .
  70. ^ МГЭИК (2014). «Резюме для политиков» (PDF) . МГЭИК AR5 WG3 2014. стр. 15.
  71. ^ ab "Резюме – Нефтегазовая промышленность в условиях перехода к чистому нулю – Анализ". МЭА . Получено 19 сентября 2024 г.Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  72. ^ Lehne, Johanna; Preston, Felix (13 июня 2018 г.). «Making Concrete Change: Innovation in Low-carbon Cement and Concrete» (PDF) . Chatham House . Получено 28 ноября 2024 г. .
  73. ^ "4 способа сделать цементную промышленность более устойчивой". Всемирный экономический форум . Архивировано из оригинала 5 января 2025 г. Получено 12 января 2025 г.
  74. ^ Гайлани, Ахмед; Купер, Сэм; Аллен, Стивен; Пимм, Эндрю; Тейлор, Питер; Гросс, Роберт (20 марта 2024 г.). «Оценка потенциала вариантов декарбонизации для промышленных секторов». Joule . 8 (3): 576– 603. Bibcode :2024Joule...8..576G. doi : 10.1016/j.joule.2024.01.007 . ISSN  2542-4351.
  75. ^ Брейер, Кристиан; Халили, Сиаваш; Богданов Дмитрий; Рам, Маниш; Ойево, Аёбами Соломон; Агахосейни, Арман; Гулаги, Ашиш; Соломон, А.А.; Кайнер, Доминик; Лопес, Габриэль; Остергаард, Пол Альберг; Лунд, Хенрик; Мэтисен, Брайан В.; Джейкобсон, Марк З.; Виктория, Марта (2022). «Об истории и будущем исследований систем 100% возобновляемой энергетики». Доступ IEEE . 10 : 78176–78218 . Бибкод : 2022IEEA..1078176B. дои : 10.1109/ACCESS.2022.3193402. ISSN  2169-3536.
  76. ^ Национальные академии наук, Инженерное дело (24 октября 2018 г.). Технологии отрицательных выбросов и надежное секвестрирование: исследовательская программа. стр.  10–13 . doi :10.17226/25259. ISBN 978-0-309-48452-7. PMID  31120708. S2CID  134196575. Архивировано из оригинала 25 мая 2020 г. . Получено 22 февраля 2020 г. .
  77. ^ Будинис, Сара; Кревор, Сэмюэл; Дауэлл, Ниалл Мак; Брэндон, Найджел; Хоукс, Адам (1 ноября 2018 г.). «Оценка затрат, барьеров и потенциала CCS». Обзоры энергетической стратегии . 22 : 61–81 . Bibcode : 2018EneSR..22...61B. doi : 10.1016/j.esr.2018.08.003 . ISSN  2211-467X.
  78. ^ Вестервельт, Эми (29 июля 2024 г.). «Нефтяные компании продали общественности фальшивое решение проблемы климата — и обманули налогоплательщиков на миллиарды». Vox . Получено 11 сентября 2024 г.
  79. ^ Рохас-Руэда, Дэвид; МакОлифф, Келли; Моралес-Замора, Эмили (1 июня 2024 г.). «Решение проблемы справедливости в области здравоохранения в контексте технологий улавливания, утилизации и секвестрации углерода». Current Environmental Health Reports . 11 (2): 225– 237. Bibcode : 2024CEHR...11..225R. doi : 10.1007/s40572-024-00447-6. ISSN  2196-5412. PMID  38600409.
  80. ^ Фараджзаде, Р.; Эфтехари, А.А.; Дафномилис, Г.; Лейк, Л.В.; Брюнинг, Дж. (март 2020 г.). «Об устойчивости хранения CO2 посредством добычи нефти с использованием CO2». Applied Energy . 261 : 114467. doi : 10.1016/j.apenergy.2019.114467 .
  81. ^ Якобсон, Марк З. (2019). «Влияние улавливания углерода и прямого улавливания воздуха на здоровье и климат». Энергетика и наука об окружающей среде . 12 (12): 3567– 3574. doi : 10.1039/C9EE02709B. ISSN  1754-5692.
  82. ^ ab Robertson, Bruce; Mousavian, Milad (сентябрь 2022 г.). «The Carbon Capture Crux: Lessons Learned». Institute for Energy Economics and Financial Analysis . Получено 1 октября 2022 г. .
  83. ^ Смит, Джейми; Маккормик, Майлз (16 ноября 2023 г.). «Chevron планирует будущее хранения углерода, несмотря на неудачи австралийских заводов». Financial Times . Получено 19 октября 2024 г.
  84. ^ ab "Улавливание, использование и хранение углерода - энергетическая система". МЭА . Получено 30 августа 2024 г.
  85. ^ «Дорожная карта Net Zero: глобальный путь к достижению цели в 1,5 °C – анализ». МЭА . 26 сентября 2023 г. Получено 24 сентября 2024 г.
  86. ^ Оглсби, Кэмерон (20 октября 2023 г.). «В чем суть улавливания и хранения углерода?» Yale Climate Connections. Yale Climate Connections . Получено 28 сентября 2024 г.
  87. ^ Сэмюэлсон, Даррен (28 сентября 2015 г.). «Сокращение численности группы «Чистый уголь» на фоне трудностей в отрасли». POLITICO . Получено 29 сентября 2024 г.
  88. ^ Картон, Вим; Асиянби, Аденийи; Бек, Силке; Бак, Холли Дж.; Ланд, Йенс Ф. (ноябрь 2020 г.). «Отрицательные выбросы и долгая история удаления углерода». WIREs Climate Change . 11 (6). Bibcode : 2020WIRCC..11E.671C. doi : 10.1002/wcc.671 .
  89. ^ ab Westervelt, Amy (29 июля 2024 г.). «Нефтяные компании продали общественности фальшивое решение проблемы климата — и обманули налогоплательщиков на миллиарды». Vox . Получено 30 июля 2024 г.
  90. ^ ab Dinan, Will (13 февраля 2024 г.). «У лоббистов нефти и газа глубокие карманы и доступ к политикам, но запрет ЕС может быть на подходе». The Conversation . Получено 2 октября 2024 г.
  91. ^ Лакхани, Нина (8 декабря 2023 г.). «По меньшей мере 475 лоббистов по улавливанию углерода посещают Cop28». The Guardian . ISSN  0261-3077 . Получено 2 октября 2024 г.
  92. ^ Ханссон, Андерс; Аншельм, Йонас; Фридаль, Матиас; Хайкола, Саймон (1 августа 2022 г.). «Подземный мир завтрашнего дня? Как подземное хранение углекислого газа вышло из общественной дискуссии». Energy Research & Social Science . 90 : 102606. Bibcode : 2022ERSS...9002606H. doi : 10.1016/j.erss.2022.102606. ISSN  2214-6296.
  93. ^ Романак, Кэтрин; Фридаль, Матиас; Диксон, Тим (январь 2021 г.). «Отношение к улавливанию и хранению углерода (CCS) как технологии смягчения последствий в рамках РКИК ООН». Energies . 14 (3): 629. doi : 10.3390/en14030629 . ISSN  1996-1073.Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  94. ^ abcd Khourdajie, Alaa Al; Bataille, Chris; Nilsson, Lars J. (13 декабря 2023 г.). «Климатическое соглашение COP28 — это шаг назад в отношении ископаемого топлива». The Conversation . Получено 1 октября 2024 г.
  95. ^ "WGIII Summary for Policymakers Headline Statements". Межправительственная группа экспертов по изменению климата . 4 апреля 2022 г. Получено 2 октября 2024 г.
  96. ^ abcd Нильсен, Якоб AE; Ставрианакис, Костас; Моррисон, Зои (2 августа 2022 г.). Раманан, Риширам (ред.). «Принятие сообществом и социальные последствия проектов по улавливанию, использованию и хранению углерода: систематический обзор метанарративной литературы». PLOS ONE . ​​17 (8): e0272409. Bibcode :2022PLoSO..1772409N. doi : 10.1371/journal.pone.0272409 . ISSN  1932-6203. PMC 9345485 . PMID  35917379. Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  97. ^ "Закон о снижении инфляции 2022: Раздел 13104 Продление и изменение кредита на секвестрацию оксида углерода – Политики". МЭА . Получено 10 октября 2024 г.
  98. ^ abcde "Канада создает стимулы для улавливания углерода, критический план по сокращению выбросов полезных ископаемых". Reuters . 7 апреля 2022 г. Получено 10 октября 2024 г.
  99. ^ Национальная лаборатория энергетических технологий (март 2010 г.). «Усиленная добыча нефти с помощью углекислого газа: неиспользованные внутренние поставки энергии и долгосрочное решение для хранения углерода» (PDF) . США, Министерство энергетики . стр. 17.Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  100. ^ «Закон об инфраструктуре Байдена: последствия для энергетики и устойчивого развития | Mintz». www.mintz.com . 5 января 2022 г. . Получено 21 сентября 2023 г. .
  101. ^ "Положения об улавливании углерода в Законе о сокращении инфляции 2022 года". Целевая группа по чистому воздуху . Получено 21 сентября 2023 г.
  102. ^ ab "Информационный бюллетень: Стандарты и рекомендации по выбросам парниковых газов для электростанций, работающих на ископаемом топливе, предлагаемое правило" (PDF) . EPA . Получено 20 сентября 2023 г. .
  103. ^ Oltra, Christian; Upham, Paul; Riesch, Hauke; Boso, Àlex; Brunsting, Suzanne; Dütschke, Elisabeth; Lis, Aleksandra (май 2012 г.). «Общественная реакция на хранилища Co2: уроки пяти европейских случаев». Energy & Environment . 23 ( 2–3 ): 227–248 . Bibcode : 2012EnEnv..23..227O. doi : 10.1260/0958-305X.23.2-3.227. ISSN  0958-305X. S2CID  53392027.
  104. ^ "Заявление: DOE приветствует новые меры безопасности трубопроводов углекислого газа, объявленные Управлением по безопасности трубопроводов и опасных материалов Министерства транспорта США". Energy.gov . Получено 30 сентября 2024 г.
  105. ^ Рестучча, Эндрю; Шор, Элана (13 июля 2015 г.). «„Трубопроводы взрываются, и люди умирают“ - POLITICO». Politico . Получено 30 сентября 2024 г. .
  106. ^ Тертон, Дэвид (1 февраля 2024 г.). «Налоговый кредит на улавливание углерода может обойтись налогоплательщикам на 1 млрд долларов дороже, чем ожидалось, предупреждает PBO». CBC News . Получено 10 октября 2024 г.
  107. ^ Пиллер, Томас (8 сентября 2021 г.). «Правительство Саскачевана излагает приоритеты в области улавливания и хранения углерода». Global News . Получено 11 января 2025 г.
  108. ^ Рёттеренг, Йо-Кристиан С. (май 2018 г.). «Когда климатическая политика встречается с внешней политикой: новаторство и национальный интерес в стратегии Норвегии по смягчению последствий». Energy Research & Social Science . 39 : 216–225 . Bibcode : 2018ERSS...39..216R. doi : 10.1016/j.erss.2017.11.024.
  109. ^ "20 лет улавливания и хранения углерода – Анализ". МЭА . 15 ноября 2016 г. Получено 11 октября 2024 г.
  110. ^ «Designing Carbon Contracts for Difference». Clean Air Task Force . 12 февраля 2024 г. Архивировано из оригинала 5 октября 2024 г. Получено 6 января 2025 г.
  111. ^ "CCUS Net Zero Investment Roadmap" (PDF) . Правительство Ее Величества . Апрель 2023 . Получено 21 сентября 2023 .
  112. ^ Партингтон, Ричард; Эмброуз, Джиллиан (3 октября 2024 г.). «Лейбористы выделят почти 22 млрд фунтов стерлингов на финансирование проектов по улавливанию и хранению углерода». The Guardian . ISSN  0261-3077.
  113. ^ "Отчет о состоянии дел в 2022 году". Global CCS Institute . Страница 6. Получено 21 сентября 2023 г.
  114. ^ Мартин-Робертс, Эмма; Скотт, Вивиан; Флюд, Стефани; Джонсон, Гарет; Хазелдин, Р. Стюарт; Гилфиллан, Стюарт (ноябрь 2021 г.). «Улавливание и хранение углерода в конце потерянного десятилетия». Одна Земля . 4 (11): 1645– 1646. Bibcode : 2021OEart...4.1645M. doi : 10.1016/j.oneear.2021.10.023. hdl : 20.500.11820/45b9f880-71e1-4b24-84fd-b14a80d016f3 . ISSN  2590-3322 . Получено 21 июня 2024 г.
  115. ^ ab "База данных проектов CCUS - Продукт данных". IEA . Получено 16 октября 2024 г. .
  116. ^ Ким, Чансу; Ю, Чун-Дже; О, Хён-Сук; Мин, Бёнг Кун; Ли, Унг (ноябрь 2022 г.). «Обзор технологий утилизации диоксида углерода и их потенциала для промышленного применения». Журнал утилизации CO2 . 65 : 102239. Bibcode : 2022JCOU...6502239K. doi : 10.1016/j.jcou.2022.102239 . ISSN  2212-9820.
  117. ^ Ли, Нин; Мо, Ливу; Унлюэр, Сайс (ноябрь 2022 г.). «Развивающиеся технологии использования CO2 для строительных материалов: обзор». Журнал использования CO2 . 65 : 102237. doi : 10.1016/j.jcou.2022.102237. ISSN  2212-9820.Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  118. ^ abc "CO2 Capture and Utilisation - Energy System". IEA . Получено 18 июля 2024 г. .Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  119. ^ "DOE Explains...Direct Air Capture". Министерство энергетики США . Получено 7 января 2025 г.
  120. ^ Эранс, Мария; Санс-Перес, Элой С.; Ханак, Давид П.; Клулоу, Зейнеп; Райнер, Дэвид М.; Матч, Грег А. (2022). «Прямой захват воздуха: технология процесса, технико-экономические и социально-политические проблемы». Энергетика и наука об окружающей среде . 15 (4): 1360–1405 . doi : 10.1039/D1EE03523A . hdl : 10115/19074 . S2CID  247178548.
  121. ^ «Вариантов удаления углекислого газа становится все больше». The Economist . 20 ноября 2023 г.
  122. ^ «Множественные цены на углекислый газ». The Economist . 20 ноября 2023 г.

Источники

  • IPCC (2014). Edenhofer, O.; Pichs-Madruga, R.; Sokona, Y.; Farahani, E.; et al. (ред.). Изменение климата 2014: смягчение последствий изменения климата (PDF) . Вклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж, Соединенное Королевство и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-05821-7.(тел.: 978-1-107-65481-5 ). Пятый оценочный доклад — Смягчение последствий изменения климата.
  • Медиа, связанные с улавливанием и хранением углерода на Wikimedia Commons
  • База данных МЭА
  • Zero Emissions Platform — технический консультант Европейской комиссии по внедрению CCS и CCU
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Улавливание_и_хранение_углерода&oldid=1270669717#Геологическое_хранение"