«EquaticEquatic належить до хвилі стартапів, які досліджують, як можна використовувати океан для захоплення та зберігання вуглецю. Але не всі впевнені, що це така хороша ідея. Окремим викликом, але не менш актуальним для зміни клімату, є збільшення масштабів зеленого водню, який часто розглядається як ключ до заміни викопного», — пишуть на: www.bbc.com
Екватичний
Equatic належить до хвилі стартапів, які досліджують, як можна використовувати океан для захоплення та зберігання вуглецю. Але не всі впевнені, що це така хороша ідея.
Окремим викликом, але не менш актуальним для зміни клімату, є збільшення масштабів екологічного водню, який часто розглядається як ключ до заміни викопного палива в таких сферах, як промисловість, судноплавство та авіація, хоча поточне виробництво є незначним.
Отже, заява стартапу Equatic із Лос-Анджелеса про створення океанської машини для видалення вуглецю, яка може долати обидві ці перешкоди одночасно, є очевидною привабливістю.
«У нас є технологія, яка досить добре виконує дві речі», — каже Едвард Сандерс, виконавчий директор Equatic. «По-перше, ми забираємо CO2 з атмосфери та постійно зберігаємо його. Друге, що ми робимо, — це виробляємо зелений водень».
Equatic є однією з хвилі компаній, які досліджують, як можна використовувати океан для захоплення та зберігання вуглецю в довгостроковій перспективі, як альтернативу більш поширеній пропозиції впорскувати його в гірські породи під поверхнею Землі. За його словами, це єдина компанія, яка також виробляє екологічно чистий водень.
Невпинні глобальні викиди змусили багатьох вчених вважати, що тепер нам потрібно втрутитися, щоб повернути велику кількість CO2 з атмосфери
Однак не всі вважають видалення вуглецю в океані такою хорошою ідеєю. «Видалення СО2 у морі — це просто занадто ризиковано», — каже Мері Черч, керівник геоінженерної кампанії Центру міжнародного екологічного права (Ciel), некомерційної екологічної юридичної фірми, що базується в Женеві, Швейцарія. «Це може змінити хімічний склад океану, спричинивши зміни в рівнях поживних речовин і чисельності видів, що матиме значні наслідки для екосистем». Інших хвилює доцільність видалення вуглецю в морі та те, чи справді це може істотно вплинути на викиди.
З огляду на те, що десятки мільйонів доларів зараз вливаються в такі компанії, як Equatic, видалення вуглецю в морських водах стрімко просувається в пріоритет кліматичного порядку денного. Критики стверджують, що регулятори та всі ми повинні надолужити згаяне.
Getty Images
Океан вже природним чином поглинає принаймні чверть викидів CO2, спричинених діяльністю людини (Користування зображенням: Getty Images)
«Океан такий величезний, що природне зберігання є ключовою перевагою [over land-based techniques]”, – говорить Сіфанг Чен, радник з науки та інновацій у вашингтонській некомерційній організації Carbon180, яка виступає за рішення щодо видалення CO2. “Зберігати вилучений CO2 економічніше, і нам не потрібна така сама інфраструктура, як трубопроводи. що ми робимо для прямого захоплення повітря».
ХАЙП МЕТР
Equatic розробила цікаву нову технологію, яку вона продемонструвала на кількох пілотних установках, і зараз будує більшу установку, здатну видаляти 4000 тонн CO2 і виробляти близько 100 тонн водню на рік. За словами компанії та інших прихильників видалення вуглецю в морі, його процес може довго зберігати вуглець в океані протягом тисяч років.
Однак деякі експерти стурбовані тим, що втручання в океан може вплинути на морське середовище, в тому числі непередбачуваним чином. Критики також кажуть, що перенесення уваги на видалення CO2 з атмосфери може призвести до відволікання від необхідного скорочення викидів CO2.
Уловлений вуглець також дуже стабільний, каже вона, і Equatic, і Ebb Carbon, ще одна компанія з видалення вуглецю в океані, розташована в Сан-Карлосі в Каліфорнії, чия технологія також зменшує підкислення океану, «очікується, що вони зможуть довго видаляти вуглець протягом понад тисячу років».
Процес Equatic працює так: спочатку він закачує морську воду в електролізер, машину, яка використовує електрику для розщеплення води на водень і кисень, яка у випадку Equatic працює на чистій електроенергії, наприклад вітровій, сонячній або гідроенергії. Це перетворює морську воду на газоподібний водень, кисень, кислотний потік і лужну суспензію матеріалів на основі кальцію та магнію. Лужний шлам піддається впливу повітря, витягуючи CO2 і затримуючи його, а потім скидається в море. Останнім кроком є нейтралізація потоку кислотних відходів за допомогою каменів (щоб уникнути підкислення океану), перш ніж вони також будуть скинуті в море.
CO2, уловлений Equatic, потрапляє в океан у вигляді розчинених бікарбонатних іонів і твердих мінеральних карбонатів, форм, у яких CO2 зберігається протягом 10 000 років і мільярдів років відповідно, повідомляє компанія. «В електрохімічних методах, які перетворюють CO2 на стабільний вуглець, як тверді карбонати, CO2 блокується назавжди», – погоджується Чень. «Якщо цей карбонат не нагріється до високої температури близько 900C (1200K), цей CO2 не буде повторно вивільнений».
Однак інші не погоджуються. Джеймс Керрі, морський і кліматолог з OceanCare, некомерційної організації зі збереження моря, що базується в Швейцарії, та Університету Джеймса Кука в Австралії, каже, що великомасштабне видалення CO2 з моря може зашкодити важливій ролі, яку океани відіграють у кліматі, продовольчій безпеці та виробництві кисню. . Морські технології видалення CO2 створюють «значну загрозу правам людини та навколишньому середовищу, особливо в масштабах», каже він.
Ключем до процесу Equatic, каже Сінь Чен, старший науковий співробітник і співзасновник Equatic, є розробка спеціального анода, селективного щодо кисню, який дозволяє здійснювати прямий електроліз необробленої морської води для отримання водню без утворення газоподібного хлору. Хлор є токсичним і корозійним газом, який зазвичай утворюється під час електролізу морської води. Це означає, що зазвичай морську воду потрібно опріснити, щоб видалити з неї сіль (хлорид натрію), перш ніж її можна буде використовувати в електролізі. «Це як священний Грааль для електрохіміка, як проводити прямий електроліз морської води без додаткових кроків для очищення морської води», — каже він.
Основна увага в його лабораторії зараз полягає в тому, щоб виготовити електрод без рідкісних і дорогих елементів, які називаються металами платинової групи. За його словами, обмежені поставки цих металів можуть порушити ланцюжок поставок у міру збільшення масштабів Equatic. Команда вже створила електрод другого покоління без цих металів у лабораторних умовах, але тепер потрібно випробувати його поза лабораторією, каже він.
Для Equatic ще рано, але компанія розширюється. На початку 2023 року компанія почала експлуатувати дві пілотні установки на баржах у Сінгапурі та Лос-Анджелесі, кожна з яких видаляла приблизно 30-40 тонн CO2 на рік (еквівалентно річним викидам приблизно восьми автомобілів). Зараз у Сінгапурі будується найбільший у світі океанський завод з видалення CO2. Це буде в 100 разів більше, ніж пілоти, видаляючи 4000 тонн CO2 і виробляючи близько 100 тонн водню на рік.
Екватичний
Сінь Чен і його команда розробили киснево-селективний анод, який виробляє водень з морської води в результаті електролізу без виділення жахливого газу хлору (Авторство зображення: Equatic)
Equatic також знаходиться на ранніх стадіях будівництва комерційного уловлювального заводу в Квебеку, Канада, який працює на гідроенергії, і планується мати потужність для видалення понад 100 000 тонн CO2 і виробництва 3600 тонн водню. Завод, який займатиме близько 30 акрів (12 гектарів), запрацює не раніше кінця 2026 року, каже Сандерс.
Таке масштабування має важливе значення для стартапу з видалення вуглецю, оскільки існує тиск, щоб знизити витрати та довести, що обраний ними метод уловлювання вуглецю дійсно життєздатний. Сандерс каже, що компанія розробила свою технологію відповідно до існуючих екологічних норм. Проблема, за його словами, полягала в тому, щоб розробити систему, яка була б надійною, функціонувала в існуючих дозволах на планування та за достатньо низькою ціною, щоб вуглецеві кредити були доступними в масштабі.
Вуглецеві кредити є великою ціллю для таких компаній, як Equatic. Вони працюють за схемою, яка вловлює певну кількість CO2, постійно зберігає його (принаймні теоретично) і продає це видалення як «кредит» або «компенсацію», яку може купити хтось інший.
Основними клієнтами таких кредитів наразі є компанії на добровільному ринку, які прагнуть досягти вуглецевої нейтральності, каже Асбйорн Торвангер, дослідник кліматичної економіки та політики в Центрі міжнародних кліматичних досліджень у Норвегії. Але більше стимулів може бути на шляху через ринки відповідності, каже він: ЄС, наприклад, розробляє схему для сертифікатів видалення CO2.
Була хвиля скандалів про те, якою мірою багато наземних проектів вуглецевих кредитів дійсно скорочують або поглинають викиди, включно з розслідуваннями The Guardian і Bloomberg. Як наслідок, скептицизм щодо вуглецевих кредитів зростає. Це змусило Equatic здійснювати весь процес у замкнутій системі на своєму заводі (спочатку він планував скинути лужний потік у море, який, теоретично, врешті-решт уловлюватиме вуглець через газообмін між повітрям і морем). Це дозволяє компанії легше вимірювати та перевіряти, скільки CO2 вона справді вловлює, каже Сандерс. “[It] було ще одним цілим інженерним викликом, який команда навіть не передбачала, що їм доведеться вирішити».
За словами Сандерса, компанія Equatic прагне до 2030 року досягти рівня викидів CO2 на рівні менше 100 доларів (79 фунтів стерлінгів) за тонну. Він прагне продавати кредити заводу в Квебеку приблизно за 200 доларів США (158 фунтів стерлінгів) за тонну. «Насправді ми вважаємо, що ціна повинна бути нижче 30 доларів (24 фунти стерлінгів) за тонну, щоб належним чином стимулювати ринковий попит», — говорить він. Однак «ми туди не дійдемо ще багато років», каже він: принаймні початок 2030-х.
Проте, виробляючи водень, який також можна продати, Equatic має інший спосіб монетизації свого процесу, каже Сандерс. Хоча сам електролізер менш ефективний, ніж традиційний електролізер, у справжньому виробництві водню, все це допомагає, каже він. Equatic вже має угоду з Boeing перед покупкою на 62 000 тонн видалення CO2 і 2100 тонн водню для літакового гіганта для використання в авіаційному паливі. Наразі це напівфіналізоване рішення, разом із низкою інших компаній з видалення вуглецю, продаж кредитів уряду США за 460 доларів (364 фунти стерлінгів) за тонну видалення в рамках проекту стимулювання.
Тож як далеко можна зайти у дійсному видаленні CO2 з атмосфери? «Ми б змогли зняти 20%. [current] глобальні викиди за допомогою приблизно 1200 таких установок», — каже Сандерс. Це, додає він, припускаючи, що набагато більші станції потужністю 1 ГВт кожна видаляють приблизно 3,6 мільйона тонн CO2 на рік, що в 36 разів більше, ніж запланована комерційна установка в Квебеку.
Він визнає, що це амбітно. Проте теоретично Equatic зможе вийти на такий рівень до середини 2040-х років, каже він. «З точки зору інфраструктури… ми бачили подібне розгортання берегової лінії раніше», — каже він, зазначивши, що навколо берегових ліній по всій планеті розташовано понад 20 000 опріснювальних установок.
У такому масштабі, щоб суттєво вплинути на клімат, видалення CO2 в морі було б за своєю суттю непередбачуваним і становило б значні, нові та безпрецедентні ризики для крихких екосистем, які підтримують життя на Землі – Мері Черч
Але навіть коли такі компанії, як Equatic, відшліфовують свої процеси та подвоюють масштабні плани розширення, багато хто стурбований тим, що швидке збільшення використання технологій видалення вуглецю в океані не є такою чудовою ідеєю.
«У такому масштабі, щоб істотно вплинути на клімат, видалення CO2 в морі було б за своєю суттю непередбачуваним і становило б значні, нові та безпрецедентні ризики для тендітних екосистем, які підтримують життя на Землі», — каже Черч. «Це нічого не робить для усунення основних причин кліматичної кризи. Замість цього створюється ілюзія швидкого «виправлення», відкладаючи реальні рішення кліматичної кризи та продовжуючи залежність від викопного палива».
Керрі стурбований тим, що процес Equatic «створить «мертву воду», вбиваючи морське життя шляхом переробки морської води», зазначивши, що, згідно з власними оцінками Equatic, на кожну тонну вилученого CO2 буде оброблено щонайменше 350 тонн морської води.
Екватичний
Жовті електролізери розташовані на пілотній установці Equatic на баржі в порту Лос-Анджелеса (Корист зображення Equatic)
І навіть якби галузь могла зрости в тисячу разів, стверджує він, вона все одно відігравала б незначну роль у пом’якшенні зміни клімату, зазначивши, що навіть набагато досконаліші наземні методи видалення CO2 все ще вловлюють лише мінімальну кількість CO2. «Ми не можемо і не повинні покладатися на такі технології як рішення кліматичної кризи», — каже він.
У 2023 році некомерційна організація Ocean Visions опублікувала відкритий лист, який наразі підписали понад 400 науковців, попереджаючи про ризики видалення СО2 океаном. “Поки [these] підходи мають величезний потенціал, є також ризики”, – йдеться в документі. “Суспільство ще не має майже достатньо інформації про ефективність або вплив будь-якого конкретного підходу, тому не може приймати обґрунтовані рішення щодо їх використання в масштабі”. Він закликав до “суворої і прозорі системи моніторингу та оцінки», які будуть розроблені для цих методів.
Хоча Торвангер каже, що вважає технологію Equatic «цікавою», він також попереджає, що значне масштабування може мати потенційний негативний вплив на навколишнє середовище. «Це вплине на хімічний склад океану, а також на деякі екологічні наслідки видобутку необхідної кількості гірських порід».
Однак Сандерс каже, що процес не створює «мертвої води», а відновлює хімічний баланс морської води перед скиданням. Він зазначає, що Equatic не відповідає встановленим у всьому світі стандартам і місцевим нормам щодо концентрації викидів і буде постійно контролювати зони викидів за допомогою буїв. Крім того, перед відкриттям будь-яких заводів потрібно буде провести дослідження морської екосистеми, додає він. І хоча процес вимагає близько тонни породи на кожну тонну вилученого СО2, за його словами, існує «значна кількість пустої породи… у всьому світі для цього процесу», як-от порода, яка вже була видобута для доступу, і рудне тіло.
Хороша політика буде надзвичайно важливою для захисту екосистем нашого океану та прибережних громад – Сіфанг Чен
Черч, Керрі та Торвангер кажуть, що ще одним величезним бар’єром є використання ресурсів та енергії. За оцінками Equatic, на кожну тонну вилученого вуглецю буде потрібно 2,3 МВт-год. Це означає, що зменшення 20% викидів CO2 у всьому світі у 2023 році дозволить використати близько 50% світового постачання електроенергії того року. Однак вироблений водень повертається приблизно на третину ця енергія, за словами Сандерса. Варто також відзначити, що система зможе використовувати гнучку енергію, додає він – наприклад, вона може використовувати додаткову енергію вітру або сонця в моменти надлишку.
Сандерс каже, що «невірно говорити, що Equatic нічого не робить для усунення першопричини зміни клімату», оскільки він забирає CO2 з атмосфери та постійно зберігає його, а також виробляє чистий водень, який може замінити викопне паливо з високим рівнем викидів. «Нам потрібні технології, які одночасно видаляють CO2 і зменшують CO2», – каже він. «Нічого не робити — це не відповідь. Ми повинні усунути застарілі викиди CO2 з атмосфери, щоб зменшити стрес, викликаний кліматом (спека, підкислення), який виникає в наших океанах». Подібно до таких галузей, як сонячна промисловість, додає він, видалення CO2 потребує часу для розвитку.
Тим часом Бен Тарбелл, співзасновник і виконавчий директор Ebb Carbon, каже BBC, що робота на його демонстраційному заводі була розроблена для того, щоб «кожний наш крок, від дослідження до впровадження, базувався на суворій науковій основі».
«Важливо те, що видалення CO2 не замінює скорочення викидів», — додав він, вказуючи на наукові висновки про те, що знадобляться як скорочення викидів, так і видалення CO2. «Якщо ми хочемо стримати потепління під контролем, нам потрібні рішення для видалення вуглецю, які можуть відповідати нагальності кліматичної кризи».
Як резюмує Сіфанг Чен, існує чотири основні проблеми, які необхідно вирішити для видалення вуглецю в океані: недостатнє управління, невелика база знань, недостатньо розвинені процеси моніторингу та перевірки, а також невизначені екологічні та соціальні наслідки. «Хороша політика буде надзвичайно важливою для захисту екосистем нашого океану та прибережних громад», — каже вона.
Зрештою, каже її колега Шарлотта Леві, керуючий радник з науки та інновацій у Carbon180, нам знадобиться видалення вуглецю в масштабі, щоб повернутися до перевищення температури на 1,5C. За її словами, видалення вуглецю в океані — «один інструмент у нашій коробці», щоб зробити це.
Однак, додає вона, «жодне рішення для видалення пізніше не є таким же хорошим, як пом’якшення зараз».
—
Щоб отримувати важливі кліматичні новини та обнадійливі події на свою поштову скриньку, підпишіться на Інформаційний бюлетень Future Earth, поки Основний список двічі на тиждень надає підібрані функції та статистику.
Слідкуйте за новими новинами BBC про науку, технології, навколишнє середовище та здоров’я Facebook, X і Instagram.