Относительно простой процесс может помочь переломить ситуацию с изменением климата, а также принести значительную прибыль. Это одно из обнадеживающих видений, изложенных в новой статье под руководством Стэнфорда, в которой подчеркивается, казалось бы, нелогичное решение: преобразование одного парникового газа в другой.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Sustainability 20 мая, описывает потенциальный процесс превращения чрезвычайно мощного парникового газа метана в углекислый газ, который является гораздо менее мощным фактором глобального потепления. Идея преднамеренного выброса двуокиси углерода в атмосферу может показаться удивительной, но авторы утверждают, что замена метана на двуокись углерода является значительной чистой выгодой для климата.
«Если эта технология будет усовершенствована, эта технология может вернуть атмосферу к доиндустриальным концентрациям метана и других газов», - сказал ведущий автор Роб Джексон, профессор Мишель и Кевина Дугласа Provostial в области наук о системе Земли в Стэнфордской школе Земли. Энергетика и науки об окружающей среде.
Основная идея заключается в том, что некоторые источники выбросов метана, например, от выращивания риса или крупного рогатого скота, могут быть очень сложными или дорогостоящими для устранения. «Альтернативой является компенсация этих выбросов за счет удаления метана, чтобы не было чистого воздействия на потепление атмосферы», - сказал соавтор исследования Крис Филд, директор Perry L. McCarty Стэнфордского института окружающей среды Вудса.
Проблема и возможное решение
В 2018 году метан, около 60 процентов которого вырабатывается людьми, достиг атмосферных концентраций, в два с половиной раза превышающих доиндустриальные уровни. Хотя количество углекислого газа в атмосфере гораздо больше, метан в 84 раза сильнее нагревает климатическую систему в течение первых 20 лет после его выброса.
Большинство сценариев стабилизации средней глобальной температуры на 2 градуса по Цельсию выше доиндустриального уровня зависят от стратегий как по сокращению общего количества углекислого газа, поступающего в атмосферу, так и по удалению того, что уже находится в атмосфере, с помощью таких подходов, как посадка деревьев или подземная секвестрация. Однако удаление других парниковых газов, особенно метана, могло бы обеспечить дополнительный подход, по мнению авторов исследования, которые указывают на чрезмерное влияние газа на климат.
Большинство сценариев удаления двуокиси углерода обычно предполагают удаление сотен миллиардов тонн за десятилетия и не восстанавливают атмосферу до доиндустриального уровня. Напротив, по мнению исследователей, концентрацию метана можно восстановить до доиндустриального уровня, удалив около 3,2 миллиарда тонн газа из атмосферы и превратив его в количество углекислого газа, эквивалентное нескольким месяцам глобальных промышленных выбросов. В случае успеха этот подход устранит примерно одну шестую всех причин глобального потепления на сегодняшний день.
Метан сложно улавливать из воздуха, потому что его концентрация очень мала. Однако авторы отмечают, что цеолит, кристаллический материал, состоящий в основном из алюминия, кремния и кислорода, может действовать как губка, впитывающая метан. «Пористая молекулярная структура, относительно большая площадь поверхности и способность вмещать медь и железо в цеолитах делают их многообещающими катализаторами для улавливания метана и других газов», - сказал Эд Соломон, профессор химии Университета Монро Э. Спагта в Школе гуманитарных наук..
Весь процесс может принять форму гигантского приспособления с электрическими вентиляторами, нагнетающими воздух через вращающиеся камеры или реакторы, заполненные порошкообразными или гранулированными цеолитами и другими катализаторами. Авторы предполагают, что захваченный метан можно нагреть с образованием и выделением углекислого газа.
Доходное будущее
Процесс преобразования метана в углекислый газ может быть прибыльным при цене на выбросы углерода или соответствующей политике. Если рыночные цены на компенсацию выбросов углерода вырастут до 500 долларов или более за тонну в этом столетии, как предсказывают наиболее актуальные модели оценки, каждая тонна метана, удаленного из атмосферы, может стоить более 12 000 долларов.
Цеолитовый массив размером с футбольное поле может приносить доход в миллионы долларов в год, удаляя из воздуха вредный метан. В принципе, исследователи утверждают, что подход преобразования более вредного парникового газа в менее мощный может также применяться к другим парниковым газам.
Хотя сокращение выбросов парниковых газов в атмосферу до доиндустриального уровня может показаться маловероятным в ближайшем будущем, исследователи утверждают, что это возможно с помощью подобных стратегий.