Охота за «парниковыми» газами
Несомненно, вы не в первый раз слышите о «парниковом эффекте» – проблеме глобального потепления земного климата. Наверняка вы знаете и об основном «виновнике» потепления – диоксиде углерода. По мере роста подержания этого газа в земной атмосфере снижается ее прозрачность для тепловых лучей, они оказываются «пойманными» в пределах земной атмосферы и происходит постепенных «разогрев» окружающей среды.
Многие ученые и инженеры бьются над вопросами снижения выбросов диоксида углерода в атмосферу. Однако слышали ли вы о проектах по насыщению земных океанов углекислотой из атмосферы? Или о закачке углекислоты в нефтяные скважины, угольные карьеры или обширные подземные озера? Это называется «секвестированием» содержания углекислого газа в атмосфере и представляет по сути совокупность методов связывания и удаления диоксида углерода из атмосферы вместо поисков путей сокращения его выбросов.
Сама по себе идея не нова, хотя и не привлекает к себе столь пристального внимания публики, как обсуждение вопроса – чья же промышленность заколачивает максимальное количество гвоздей в крышку нашего общего парника. А зря.
Долгосрочная перспектива
В последнее время интерес ученых и функционеров от экологии к улавливанию и связыванию диоксида углерода сильно возрос. Американский Департамент энергетики планирует потратить около 30 миллионов долларов на исследование «углеродного секвестирования» в текущем году (вдвое больше, чем в прошлом), и собирается увеличить финансирование этой области в следующем году еще на 50%. Если строить долгосрочные перспективы – на 30, 50 или 70 лет, то сокращение количества двуокиси углерода в атмосфере может быть одним из наилучших решений проблемы «парникового эффекта», и не только в промышленно развитых странах, но и повсеместно на планете. Например, такие страны как Китай и Индия имеют обширные запасы каменного угля, сжигание которого без должного контроля может привести к выбросам огромных количеств диоксида углерода. Развивающиеся страны стоят перед дилеммой – он и не могут тратить огромные средства на экологически безопасные технологии производства энергии, и вместе с тем мировое сообщество оказывает на них давление в целях предотвращения увеличения выбросов «парниковых газов».
Технологии же «углеродного секвестирования» могут быть в этом случае точкой компромисса. Во всяком случае, Департамент Энергетики надеется разработать технологии стоимостью на более 10$ за тонну связанного углерода, что добавит всего 2-5 процентов к стоимости электроэнергии, вырабатываемой на тепловых энергостанциях.
При этом никто, конечно, не отказывается и от более привычных методик сокращения выбросов диоксида углерода. На первом месте стоит банальная экономия энергии: чем меньше энергии необходимо затратить, тем меньше горючего придется сжечь для ее производства и тем меньшее количество углекислоты попадет в атмосферу.
И, естественно, не забывайте об альтернативных источниках энергии.
А где хранить?
Однако все-таки рассмотрим более подробно предлагаемые технологии связывания углекислоты. Некоторые из них могут стать повсеместно используемыми уже через 10-15 лет, для детальной разработки и внедрения других потребуются более значительные временные промежутки. Некоторые наиболее краткосрочные (по срокам внедрения) технологии могут даже не только не требовать затрат, но и приносить прибыль, помогая в производстве полезных продуктов. Вот список некоторых технологий, находящихся в разработке в настоящий момент:
Нефтяные месторождения
Нагнетание углекислого газа в нефтяные месторождения могло бы помочь в добыче нефти. Создавая давление в пористых породах, где залегают нефтяные озера, углекислота «выдавливала» бы нефть к добывающим скважинам. Этот метод уже используется в настоящее время на многих нефтяных месторождениях, однако сейчас нефтяники больше упирают на добычу нефти, а не на захоронении углекислоты. Для целей «углеродного секвестирования» потребуется поменять акценты. Текущие «ноу-хау» нефтяников в области закачки газов служат неплохой базой для разработки технологии подземного связывания углекислоты.
Угольные карьеры
Неплохим местом для «складирования» углекислоты являются месторождения угля, слишком глубокие для экономически эффективной разработки. Однако они могут служить неплохими источниками природного газа – молекулы метана сорбированы на поверхности угля («цепляются» за него). Накачивая в такие глубокие шахты углекислоту, можно вызвать десорбцию метана и, таким образом, получать природный газ из заброшенных месторождений угля. Эта идея считается очень перспективной и находится в разработке.
Почва
Естественными «насосами», откачивающими углекислоту, являются растения. Их надземные части поглощают углекислоту, связывают ее в органические вещества и транспортируют полученные продукты а корневую систему, где они складируются. Возобновляя вырубаемые леса, человечество не только будет способствовать снижению концентрации углекислоты в атмосфере, но и решению целого комплекса прочих экологических проблем.
Глубокие захоронения
Это понятие включает в себя целый комплекс мер по связыванию углекислоты и ее захоронению в глубинных слоях земной коры. Единственный плюс этих технологий – избавление от «парникового эффекта», никаких экономических плюсов или побочно решаемых задач здесь, увы, быть не может.
Естественные хранилища
В Северном море, у берегов Норвегии, на шельфовых месторождения природного газа с 1996 года работает процесс по захоронению попутно извлекаемого углекислого газа. Вместо сброса в атмосферу, газ под давлением закачивается в слои пористого песчаника на глубину около 1 км ниже океанского дна. Благодаря этой технологии Норвегия освобождена от уплаты налога на углекислотное загрязнение атмосферы.
Для наземных месторождений возможен аналогичный выход – закачка углекислоты в водные слои, на глубину примерно одного километра. Эта вода бесполезна в качестве питьевой. Такие глубинные слои, как правило, располагаются под скалистыми слоями, препятствующими выделению газа на поверхность. То, что в природе существуют природные «хранилища» углекислоты и то, что эти хранилища остались непотревоженными в течение многих тысячелетий – неплохое подтверждение практической осуществимости этого метода и одновременно гарантия того, что однажды заключенный в подскальные воды газ никогда больше не выберется на поверхность.
Океан: опасная идея?
Возможность захоронения углекислоты в океане - самый спорный момент в технологиях углеродного секвестирования. Один из возможных подходов к связыванию углекислоты водой выглядит так – жидкий газ закачивают по трубам на глубину около 1100 м. В зависимости от глубины закачки, возможны два варианта. В первом (неглубокая закачка) жидкая углекислота остается жидкой и растворяется в океане. Во втором случае, при более глубоком введении, жидкая углекислота в результате реакции с водой жидкая углекислота образует подобные льду куски, которые опустятся на дно океана и пролежат там весьма длительное время, так как скорость растворения газа на больших глубинах будет весьма низкой.
Потенциал мирового океана как хранилища углекислоты огромен. Начиная с 1700-х годов, содержание диоксида углерода в атмосфере возросло примерно на 30%. Но даже если бы концентрация за это время удвоилась, содержание газа в океане увеличилось бы всего на 2%.
Однако никто точно не представляет себе, как складирование углекислоты в океане отразится на морских экосистемах. Большинство ученых, хотя и признают огромный потенциал этой идеи, считают риск очень большим. Дело в том, что растворение углекислоты в воде повышает ее кислотность - изменяет тот самый кислотно-щелочной баланс, о котором мы каждый день слышим в телевизионной рекламе средств гигиены. И как скажется глобальное подкисление океана на живущих в нем организмах, пока никто точно предсказать не может.
Есть и такой момент. Если масштабные сбросы углекислоты в океан станут реальностью, надо учитывать, что примерно пятая часть газа вернется обратно в атмосферу. Однако, по подсчетам ученых, на это уйдет от нескольких сотен до тысячи лет. Несомненно, за такое время человечество откажется от использования ископаемых топлив, таких как уголь, нефть, природный газ и связанных с ними парниковых проблем. Скорее даже, не «откажется», а просто исчерпает все доступные месторождения. В таком случае углекислота, выделяющаяся из океанов, станет просто призрачным дыханием былых проблем.
Комментарии читателей Оставить комментарий