Улавливание углерода с помощью машин — это провал

Написать комментарий

Эта статья была подготовлена Earth | Food | Life, проектом Независимого медиаинститута.

Деятельность человека — в основном сжигание ископаемого топлива — повысила содержание углерода в атмосфере Земли на 50 процентов, с 280 частей на миллион (ppm) до 420 ppm. С начала промышленной революции мы выбросили в атмосферу около 950 миллиардов метрических тонн углерода. По данным на 2021 год, ежегодно люди выбрасывают в атмосферу более 40 миллиардов метрических тонн углекислого газа (CO2).

Даже если мы сейчас прекратим сжигать ископаемое топливо, количество CO2, уже находящегося в атмосфере, будет способствовать дальнейшему потеплению климата Земли в течение десятилетий, вызывая волны жары, засухи, повышение уровня моря и экстремальные погодные явления.

Ученые-климатологи предупреждают, что если мы хотим предотвратить катастрофу, необходимо улавливать и удерживать значительное количество избыточного атмосферного CO2. Этот процесс называется улавливанием и удержанием углерода (CDR), и ему уделяется все больше внимания по мере того, как страны, штаты и отрасли стремятся достичь своих климатических целей. Но как нам это сделать?

Существует две основные стратегии: биологическая и механическая. Природа уже поглощает и выделяет около 100 миллиардов метрических тонн углекислого газа в год в результате естественных процессов в биосфере, включая рост растений, — это в 2,5 раза больше, чем человечество выбрасывает в атмосферу ежегодно. Таким образом, по мнению сторонников биологического удаления углерода, лучше всего просто помочь планете делать немного больше того, что она уже делает для поглощения углерода. Мы могли бы добиться этого с помощью лесовосстановления, почвообразующих методов ведения сельского хозяйства и стимулирования роста водорослей в океанах.

С другой стороны, сторонники механического удаления углерода указывают на технологии, которые успешно улавливают CO2 в лабораторных условиях. По их словам, если бы эти машины были масштабированы, мы могли бы создать огромную новую отрасль с большим количеством рабочих мест, одновременно удаляя углерод из атмосферы и снижая риски, связанные с изменением климата.

Ученые изучают несколько химических способов прямого улавливания углерода из воздуха (DAC) и способы улавливания CO2 в пористых горных породах. Доходы поступают от государственных субсидий или от использования улавливаемого CO2 для повышения нефтеотдачи (EOR).

Итак, какой путь — природа или машины — более перспективен?

В своём шестом оценочном докладе, опубликованном в марте 2023 года, Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), орган ООН, который регулярно оценивает текущее состояние науки о климате, отмечает, что «биологические методы CDR, такие как лесовосстановление, улучшенное управление лесами, удержание углерода в почве, восстановление торфяников [,] а также управление прибрежным «голубым» углеродом, могут способствовать сохранению биоразнообразия и экосистемных функций, созданию рабочих мест [,] а также улучшению условий жизни местного населения».

С другой стороны, как отмечает МГЭИК, внедрение механического улавливания и хранения углерода наряду с подземным секвестрированием CO2 «в настоящее время сталкивается с технологическими, экономическими, институциональными, экологическими и социально-культурными барьерами». Кроме того, текущие глобальные темпы механического улавливания и хранения углерода «намного ниже, чем в смоделированных сценариях, ограничивающих глобальное потепление до 1,5–2°C».

В исследовании, опубликованном в журнале PLOS Climate в феврале 2023 года, группа американских учёных подробно проанализировала преимущества и недостатки этих двух способов. Они использовали три критерия: эффективность («[д]остигает ли процесс чистого удаления CO2 из атмосферы» с учётом всех входных и выходных данных?), экономичность («[в] масштабе, значимом для климата… [из миллиарда метрических тонн CO2 в год], сколько требуется энергии и земли?”) и воздействия (“каковы значительные сопутствующие выгоды или неблагоприятные воздействия [на природу и общество]?”).

Команда собрала данные и подсчитала цифры. Ведущий автор, Джун Секера, исследовательница углерода и приглашённый научный сотрудник Новой школы социальных исследований в Нью-Йорке, сделала вывод:

«[Б]иологические методы секвестрации, включая восстановление лесов, лугов и водно-болотных угодий, а также регенеративное сельское хозяйство, являются более эффективными и ресурсосберегающими при достижении масштабов удаления CO2, соответствующих климату, по сравнению с технико-механическими методами, которые используют оборудование и химикаты для улавливания CO2. Кроме того, побочные эффекты биологических методов в основном положительные, в то время как у технических/механических методов они отрицательные. Биологические методы также гораздо дешевле».

В этом сравнительном исследовании показатели естественных и механических методов удаления углерода не были близки по значению: естественные методы победили в каждой категории со значительным отрывом. Проблема с удалением углерода с помощью машин заключается не только в том, что современные технологии несовершенны (и есть надежда, что они станут лучше с развитием исследований и инвестиций), но и в том, что использование машин по своей сути неэффективно, затратно и рискованно.

С другой стороны, удаление углерода путём восстановления природы обходится дешевле, более эффективно снижает содержание углерода в атмосфере и имеет множество дополнительных преимуществ.

В американском исследовании также отмечается, что его выводы о том, что биологические методы демонстрируют более высокую эффективность по сравнению с ДДЦ, согласуются с данными, представленными в исследовании МГЭИК 2022 года. В нём прямо говорится: «Согласно МГЭИК, биологические методы борьбы с изменением климата не только более эффективны, чем ДДЦ…, но и, по прогнозам, их эффективность со временем значительно возрастёт».

Словно в подтверждение этого вывода, в отдельном исследовании, опубликованном в марте 2023 года в журнале Nature Climate Change, сделан вывод о том, что защита и восстановление даже небольшой целевой группы видов диких животных помогут улавливать и хранить достаточное количество углерода, чтобы поддерживать глобальную температуру ниже критической точки потепления на 1,5 градуса Цельсия по сравнению с доиндустриальным уровнем.

Поэтому вы могли бы ожидать, что в настоящее время политики направят всю свою поддержку на естественные методы удаления углерода. Но вы бы ошиблись. Государственная поддержка в виде субсидий в основном направляется на механическое удаление углерода.

В США основной субсидией для механического улавливания и хранения углерода является федеральный налоговый кредит 45Q, введённый в 2008 году, который предусматривает выплату от 10 до 20 долларов за метрическую тонну уловленного и сохранённого CO2. Существуют также программы компенсации выбросов углерода (в том числе Калифорнийский стандарт на низкоуглеродное топливо), субсидии на строительство трубопроводов для CO2 и субсидии на производство альтернативных видов топлива (в том числе этанола и водорода), которые считаются «низкоуглеродными» благодаря технологии улавливания углерода.

Закон о снижении инфляции от 2022 года значительно увеличил количество кредитов в 45-м квартале и расширил круг получателей, а также включил федеральные субсидии для производителей нефти, которые закачивают CO2 под землю, чтобы облегчить добычу залежей нефти, — это, безусловно, самый распространённый способ использования улавливаемого CO2.

Двухпартийный закон об инфраструктуре, подписанный президентом Байденом в ноябре 2021 года, предусматривал выделение миллиардов долларов на федеральное финансирование проектов по улавливанию углерода.

В результате на Среднем Западе началась спешка со строительством тысяч миль трубопроводов для улавливания CO2 — безумие, которое вызвало хаос в сфере регулирования и вывело фермеров и коренных американцев против операторов заводов по производству биотоплива и венчурных капиталистов. Исследователи продолжают тратить время и деньги на поиск новых химических путей для механического улавливания CO2 — ресурсов, которые вместо этого можно было бы направить на биологические методы удаления CO2. Даже ИИ используется для механического улавливания углерода.

Существуют также субсидии, которые, по сути, способствуют развитию природных методов улавливания и хранения углерода, включая сохранение почвы и программы восстановления водно-болотных угодий, но эти программы изначально не были предназначены для улавливания и хранения углерода и не оптимизированы для этой цели.

В ноябре 2022 года на глобальном климатическом саммите COP27 в Каире администрация Байдена объявила о «дорожной карте решений, основанных на природных ресурсах» — своде стратегических рекомендаций, которые помогут Америке «раскрыть весь потенциал решений, основанных на природных ресурсах», для решения проблем «изменения климата, утраты природы и неравенства».

Дорожная карта предусматривает обновление политики, предоставление финансирования, подготовку специалистов по решениям, основанным на природных ресурсах, а также уделение приоритетного внимания исследованиям, инновациям, знаниям и адаптивному обучению для продвижения решений, основанных на природных ресурсах. Однако дорожная карта по большей части остаётся на уровне благих намерений.

На решение климатических проблем выделяется не так много средств, и общая сумма, к сожалению, недостаточна. Только стратегические инвестиции принесут значительные результаты на потраченные деньги, и теперь ясно, какой путь приведёт к результатам.

Учитывая явное превосходство природных решений, почему так много средств по-прежнему направляется на механический улавливание углерода? Ошибочные решения в прошлом привели к появлению потоков финансирования и проектов, которые развиваются сами по себе. Большая часть ажиотажа вокруг механического улавливания углерода объясняется просто привлекательностью субсидий на строительство новых установок и трубопроводов.

В статье, опубликованной в 2018 году фондом Thomson Reuters, Джастин Адамс, который в то время был управляющим директором по глобальным землям в американской некоммерческой экологической организации Nature Conservancy, призвал Европейский союз взять на себя ведущую роль в использовании природных решений для борьбы с климатическим кризисом.

«Многие экономисты и политические советники игнорируют потенциал природных решений для борьбы с изменением климата, подвергая нас опасности», — предупреждает Адамс в своей статье, называя доклад Научно-консультативного совета европейских академий (EASAC) за 2018 год «близоруким» за преуменьшение потенциала природных решений для борьбы с изменением климата.

«Естественные климатические решения на самом деле являются старейшей в мире технологией сокращения выбросов, — написал Адамс. — Улучшая управление лесами и сельскохозяйственными угодьями, поглощающими углекислый газ, мы можем удалять из атмосферы огромное количество парниковых газов и хранить их в деревьях и почве».

Наука говорит нам, что политики и инвесторы до сих пор ошибались, так настойчиво продвигая механические решения CDR в ущерб биологическим. На карту поставлена судьба будущих поколений, и мы не можем позволить себе тратить время и деньги на технологические решения, которые неэффективны для достижения наших климатических целей. Единственный путь к предотвращению надвигающихся катастрофических последствий изменения климата — это восстановление природы.

Автор тизерной фотографии: Национальная служба океана NOAA — Лес водорослей, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=46868953

https://www.resilience.org/stories/2023-05-25/capturing-carbon-with-machines-is-a-failure-so-why-are-we-subsidizing-it/