Оглавление
- 1 Улавливание и хранение углерода
- 1.1 Улавливание и хранение углерода (CCS)
- 1.2 История и текущий статус
- 1.3 Эффективность и ограничения
- 1.4 Терминология и определения
- 1.5 Технические компоненты
- 1.6 История и текущий статус
- 1.7 Эффективность и ограничения
- 1.8 Использование H2 и улавливание CO2
- 1.9 Хранение и повышение нефтеотдачи пластов
- 1.10 Длительная утечка CO2
- 1.11 Воздействие на социальную сферу и окружающую среду
- 1.12 Внезапная утечка CO2
- 1.13 Переоснащение предприятий системами CCS
- 1.14 Справедливость и социальные последствия
- 1.15 Стоимость и технологическая готовность
- 1.16 Роль в смягчении последствий изменения климата
- 1.17 Приоритетное использование и эффективность
- 1.18 Технологические и экономические барьеры
- 1.19 Темпы внедрения УХУ
- 1.20 Политические дебаты
- 1.21 Сокращение использования ископаемого топлива
- 1.22 Общественное признание
- 1.23 Государственные программы
- 1.24 Использование CO2 в продуктах
- 1.25 Перспективы использования CO2
- 1.26 Климатические выгоды и ограничения
- 1.27 Потенциал использования CO2
- 1.28 Прямое улавливание и секвестрация углерода в воздухе (DACCS)
- 1.29 Полный текст статьи:
- 2 Улавливание и хранение углерода
Улавливание и хранение углерода
-
Улавливание и хранение углерода (CCS)
- Процесс отделения CO2 от промышленных установок и его транспортировки в места хранения.
- Около 80% улавливаемого CO2 используется для повышения нефтеотдачи пластов (EOR).
- CCS также известен как улавливание, утилизация и хранение углерода (CCUS).
-
История и текущий статус
- Технология удаления CO2 из природного газа используется с 1930 года.
- В 1972 году CO2 начали использовать для EOR.
- В 2005 году МГЭИК опубликовала доклад, что привело к увеличению государственной поддержки.
- К концу 2023 года функционировало 40 коммерческих установок по переработке CO2.
-
Эффективность и ограничения
- Эффективность CCS зависит от эффективности улавливания, дополнительной энергии и утечки.
- Многие проекты не были реализованы из-за высоких затрат и технических проблем.
- CCS наиболее полезна в тяжелой промышленности и переработке природного газа.
-
Терминология и определения
- CCS и CCUS часто используются как взаимозаменяемые.
- CCU подчеркивает экономическую выгоду.
- Около 1% улавливаемого CO2 используется для производства удобрений, топлива и пластмасс.
-
Технические компоненты
- Установки CCS улавливают CO2 до его попадания в атмосферу.
- CO2 сжимается и транспортируется для хранения или использования.
- Трубопроводы являются самым дешевым способом транспортировки CO2.
-
История и текущий статус
- В 1977 году УХУ предложили для сокращения выбросов на угольных электростанциях.
- Первый крупномасштабный проект по улавливанию CO2 был введен в эксплуатацию в 1996 году.
- В 2020 году МЭА заявило, что внедрение CCS шло медленно.
-
Эффективность и ограничения
- CCS играет небольшую, но важную роль в смягчении последствий изменения климата.
- Другие способы сокращения выбросов, такие как солнечная энергия и ветер, менее затратны и более эффективны.
- CCS будет наиболее полезна в тяжелой промышленности и переработке природного газа.
-
Использование H2 и улавливание CO2
- H2 можно использовать как топливо, удаляя CO2 перед сжиганием.
- Кислородно-топливное сжигание ограничивает температуру пламени и рециркулирует дымовые газы.
- Абсорбция аминами является доминирующей технологией улавливания CO2.
-
Хранение и повышение нефтеотдачи пластов
- Хранение CO2 включает закачку в подземные геологические резервуары.
- Около 80% улавливаемого CO2 используется для повышения нефтеотдачи пластов.
- CO2 связывается с маслом, делая его менее плотным и улучшая подвижность нефти.
-
Длительная утечка CO2
- CO2 удерживается в коллекторе с помощью различных механизмов улавливания.
- Утечки могут происходить через трещины и разломы, что представляет опасность для окружающей среды.
- При надлежащем управлении более 99% CO2 может сохраняться более 1000 лет.
-
Воздействие на социальную сферу и окружающую среду
- Предприятия с CCS потребляют больше энергии и воды.
- Использование CCS усугубляет экологические проблемы, связанные с ископаемым топливом.
- Загрязнение воздуха и грунтовых вод может быть вызвано утечками CO2.
-
Внезапная утечка CO2
- CO2 может вызывать гиперкапнию и респираторный ацидоз при высоких концентрациях.
- Трубопроводы и места хранения могут быть источниками аварийных выбросов CO2.
- В 2020 году произошел прорыв трубопровода в Миссисипи, что привело к серьезным последствиям для здоровья.
-
Переоснащение предприятий системами CCS
- Помогает сохранить рабочие места и экономическое процветание в регионах с высоким уровнем выбросов.
- Избегает экономических и социальных потрясений, связанных с преждевременным выходом на пенсию.
-
Справедливость и социальные последствия
- В США объекты, которые можно модернизировать с помощью CCS, часто расположены в бедных общинах.
- Группы по защите окружающей среды обеспокоены, что УХУ будет использоваться для продления срока службы объектов.
-
Стоимость и технологическая готовность
- Стоимость проекта и низкий уровень технологической готовности являются основными причинами остановки проектов CCS.
- Стоимость УХУ сильно варьируется в зависимости от источника CO2.
-
Роль в смягчении последствий изменения климата
- УХУ является дорогостоящим по сравнению с другими вариантами сокращения выбросов.
- В литературе по смягчению последствий УХУ описывается как играющий небольшую, но важную роль.
-
Приоритетное использование и эффективность
- УХУ может значительно сократить выбросы в тяжелой промышленности и переработке природного газа.
- Фактический уровень улавливания CO2 может быть ниже ожидаемого, что снижает эффективность сокращения выбросов.
-
Технологические и экономические барьеры
- УХУ сталкивается с технологическими, экономическими, институциональными и социокультурными барьерами.
- Для достижения целей Парижского соглашения УХУ должно сопровождаться сокращением производства и использования ископаемого топлива.
-
Темпы внедрения УХУ
- В 2023 году УХУ улавливает около 0,1% глобальных выбросов CO2.
- К 2030 году ожидается улавливание 1 миллиарда тонн CO2, к 2050 году — несколько миллиардов тонн.
- Технологии для УХУ в приоритетных нишах находятся на стадии разработки.
-
Политические дебаты
- УХУ обсуждается с начала переговоров по РКИК ООН.
- Компании, работающие на ископаемом топливе, активно продвигают УХУ.
- Экологические НПО имеют разные взгляды на УХУ, некоторые считают её недоказанной и дорогостоящей.
-
Сокращение использования ископаемого топлива
- На Конференции ООН по климату обсуждалось постепенное прекращение использования угля.
- МГЭИК считает, что использование ископаемого топлива не ослабевает без значительных сокращений выбросов.
-
Общественное признание
- Общественность мало осведомлена об УХУ, поддержка среди тех, кто знает, невелика.
- Местная оппозиция иногда отменяет проекты CCS.
- Общественность беспокоится о прозрачности и неопределенности.
-
Государственные программы
- Почти все проекты CCS получают государственную финансовую поддержку.
- В США и Канаде введены налоговые льготы для поддержки УХУ.
- В Европе и Азии также принимаются меры для развития УХУ.
-
Использование CO2 в продуктах
- CO2 используется для повышения нефтеотдачи пластов и в качестве сырья для производства различных продуктов.
- В 2022 году ежегодно потребляется около 1% улавливаемого CO2.
- Коммерчески возможно производство метанола, мочевины, поликарбонатов, полиолов, полиуретана и салициловой кислоты.
- Метанол используется для производства других химических веществ и топлива.
- Мочевина используется в производстве удобрений.
-
Перспективы использования CO2
- Технологии улавливания CO2 в минеральных карбонатах не готовы к коммерческому внедрению.
- Исследования включают включение CO2 в бетон и строительные материалы.
- Использование CO2 в строительных материалах является перспективным для широкомасштабного использования.
- Другие потенциальные области применения включают создание синтетического топлива, химикатов и пластмасс, а также выращивание водорослей.
-
Климатические выгоды и ограничения
- Улавливание CO2 не обязательно приводит к сокращению выбросов.
- Выгоды для климата связаны с вытеснением продуктов с более высокими выбросами.
- Величина климатической выгоды зависит от срока службы продукта, источника энергии и источника улавливаемого CO2.
- Более значительное сокращение выбросов достигается при улавливании CO2 из биоэнергии.
-
Потенциал использования CO2
- Потенциал использования CO2 в продуктах невелик по сравнению с общим объемом улавливаемого CO2.
- В сценарии МЭА, предусматривающем достижение чистого нулевого уровня выбросов к 2050 году, более 95% улавливаемого CO2 связывается геологическими методами.
- Продукты из улавливаемого CO2 могут быть дороже традиционных и альтернативных низкоуглеродистых продуктов.
-
Прямое улавливание и секвестрация углерода в воздухе (DACCS)
- DACCS использует химические или физические процессы для извлечения CO2 из воздуха и его долгосрочного хранения.
- DACCS может использоваться для учета выбросов из нестационарных источников, таких как двигатели самолетов.
- DACCS еще не интегрирована в торговлю выбросами из-за высокой стоимости тонны углекислого газа.