Поскольку глобальное изменение климата усиливается, особенно важно найти эффективные и устойчивые решения по сокращению выбросов углекислого газа. Среди них технология прямого улавливания углерода из воздуха (DAC) начинает привлекать все больше и больше внимания. Суть этой технологии заключается в улавливании углекислого газа (CO2) непосредственно из атмосферы химическими или физическими средствами и обеспечении долгосрочного хранения. Если добытый CO2 можно безопасно хранить, образуется технология прямого улавливания и хранения углерода в воздухе (DACCS), которая считается «технологией отрицательных выбросов» (NET). Как работает эта технология, ее воздействие на окружающую среду и перспективы на будущее заслуживают дальнейшего обсуждения.
Технология прямого улавливания углерода из воздуха состоит из трех основных стадий: контактной стадии, стадии улавливания и стадии разделения. На этапе контакта система DAC использует большие вентиляторы для перемещения воздуха, содержащего CO2, в устройство. Впоследствии, на этапе улавливания, CO2 быстро и эффективно объединяется с жидким растворителем или твердым адсорбентом. Эти химические среды затем удаляются внешним источником энергии (например, тепловой энергией) для получения потока чистого CO2 и регенерированных химических сред.
В настоящее время действующую технологию DAC можно в основном разделить на две технологии: низкотемпературную адсорбцию твердых веществ (S-DAC) и высокотемпературную адсорбцию жидкости (L-DAC). Обе технологии являются зрелыми и могут быть коммерциализированы.
Хотя технология ЦАП имеет большой потенциал, при практическом применении она по-прежнему сталкивается с проблемами высокой стоимости. К 2023 году стоимость улавливания тонны CO2 превысит 1000 долларов США, что намного превышает существующую рыночную цену торговли выбросами углерода. Чтобы системы DAC поддерживали чистое углеродное бремя, необходимо использовать возобновляемые источники энергии, поскольку этот процесс является энергоемким. Однако будущие технологические инновации могут снизить энергетические потребности этого процесса.
Сторонники считают, что DAC является важным инструментом борьбы с изменением климата и может помочь в достижении целей Парижского соглашения. Тем не менее, критики предупреждают, что чрезмерная зависимость от этой технологии может задержать меры по сокращению выбросов. Они отметили, что потребности в ресурсах и энергии, необходимые для системы DAC, также являются бременем, которое нельзя игнорировать и которое может даже свести на нет экологические выгоды, которые она приносит.
Согласно недавнему анализу, система DAC, возможно, не сможет улавливать ожидаемые 3 миллиарда тонн CO2 в год, поскольку требует огромных ресурсов и может привести к новым воздействиям на окружающую среду в будущем.
Практическое применение технологии DAC постепенно расширяется, включая повышение нефтеотдачи, производство углеродно-нейтрального синтетического топлива и пластмасс, газирование напитков, повышение прочности бетона и многое другое. Эти приложения требуют различных концентраций CO2, а получение чистых продуктов CO2 из атмосферы требует высокого энергопотребления, что приводит к резкому увеличению соответствующих затрат.
Ожидается, что к 2024 году по всему миру будут функционировать 53 объекта DAC, 18 из которых находятся в Северной Америке и 24 в Европе. США, Канада и некоторые европейские страны лидируют в строительстве DAC. Китайская технология «CarbonBox» также быстро развивается, ее цель – помочь Китаю достичь углеродной нейтральности к 2060 году.
В целом будущее технологии ЦАП светлое, но в то же время трудное. Благодаря дальнейшему развитию технологий и продвижению политических стимулов, DAC может стать важным инструментом в борьбе с изменением климата в будущем. Однако сможет ли он достичь цели углеродной нейтральности в соответствии с графиком, все еще зависит от усилий и сотрудничества стран по всему миру. Сможет ли DAC в будущем реализовать весь свой потенциал и стать ключевой технологией для решения климатического кризиса?