Хотя считается критически важным для предотвращения катастрофического глобального потепления, возможность удаления углекислого газа из атмосферы и хранения его под землей, известная как отрицательные выбросы, находится под вопросом.
«На самом деле не существует сценария, который соответствует мировым климатическим целям без отрицательных выбросов», - сказала Кэтрин Мах, старший научный сотрудник Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде. «Но большинство технологий удаления углерода несовершенны, в основном недоступны или дороги."
Но исследователи из Стэнфорда и других институтов обрели новую надежду на экономичное улавливание и секвестрацию углерода (CCS). Их исследование, опубликованное 23 апреля в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, оценивает различные варианты удаления углекислого газа из атмосферы в США и находит возможности, в которых это не только коммерчески осуществимо с использованием существующих технологий, но и выгодно.
Работу делают растения
Наиболее широко обсуждаемая стратегия удаления углекислого газа из атмосферы включает выращивание растений, которые поглощают CO2, в качестве первого шага. Затем эти заводы могут быть переработаны для производства энергии, а любые возникающие в результате выбросы CO2 от этого производства энергии будут улавливаться и храниться под землей..
Хотя это и кажется простым, эти технологии, известные как биоэнергетика с улавливанием и секвестрацией углерода, или BECCS, еще не полностью разработаны, и во многих районах нет геологии, подходящей для хранения CO2 Более того, необходимо будет построить трубопроводы, по которым CO2 от биоэнергетических установок до мест, подходящих для хранения. Есть также серьезные вопросы о том, как BECCS будет масштабироваться в глобальном масштабе и конкурировать с растениями, выращиваемыми для производства продуктов питания, или воздействовать на экосистемы и биоразнообразие.
Однако группа обнаружила, что один тип технологии BECCS может немедленно работать для производителей этанола в США. Более того, учитывая текущие и прогнозируемые будущие финансовые стимулы, такой подход может даже принести прибыль.
«Мы обнаружили, что, учитывая налоговые льготы для CCS и предстоящие финансовые стимулы от стандартов низкоуглеродного топлива, CCS представляет собой неиспользованную финансовую возможность для производителей этанола в США», - сказал Даниэль Санчес, научный сотрудник Института Карнеги. по науке и ведущий автор статьи.
Соединенные Штаты являются крупнейшим производителем этанола в мире, произведя 15,8 млрд галлонов в 2017 году. Этанол производится путем ферментации биомассы, такой как кукуруза, которая производит высокочистый CO2побочный продукт, который легче и дешевле улавливать, сжимать и закачивать под землю, чем другие источники выброса CO2Сейчас эти выбросы в значительной степени выбрасываются в атмосферу в процессе производства этанола.
«Отрицательные выбросы на биоперерабатывающих заводах коммерчески готовы и доступны по цене. Они предлагают убедительный способ получить реальный опыт, необходимый для разработки будущих технологий BECCS», - сказал Мах.
Финансовые поощрения
По оценкам исследователей, 60 процентов всего CO2 выбрасывается ежегодно в результате производства этанола на 216 биотопливных заводах страны (около 1 процента всего CO 2 выбросы из США) могут быть уловлены с низкими затратами, менее 25 долларов США за метрическую тонну CO2
Кроме того, если бы кредиты на захваченный CO2 были установлены на уровне 60 долларов за метрическую тонну, это могло бы стимулировать улавливание 30 миллионов метрических тонн CO2каждый год, которые в противном случае выбрасываются в атмосферу - эквивалентны выбросам от электроснабжения 3,2 миллиона домов в течение одного года - и оплачивают строительство 4 300 миль трубопроводной инфраструктуры, необходимой для транспортировки CO2 для хранения в соответствующих местах по всей стране.
Эти льготы соответствуют новым налоговым льготам, включенным в Закон о двухпартийном бюджете от 2018 года, подписанный президентом в феврале. Законопроект внес поправки в раздел 45Q Налогового кодекса таким образом, что электростанции или объекты, выбрасывающие CO2, имеют право на получение налоговых льгот за захваченный CO2 до до 12 лет.
«Существует много способов стимулировать и развернуть технологии отрицательных выбросов, один из которых, возможно, только что ввели в действие эта администрация и Конгресс», - сказал Мах.
Другим финансовым стимулом являются стандарты низкоуглеродного топлива, например, принятые в Орегоне, Калифорнии и Британской Колумбии. Он работает, предоставляя товарные кредиты на топливо, превышающее стандарт, и дефицит для тех, кто этого не делает.
В настоящее время учет CCS не включен в стандарты, но 27 апреля Калифорния рассмотрит вопрос об обновлении своих правил, чтобы включить новые протоколы, которые будут количественно определять значение удаления углерода в процессе производства топлива. В случае принятия производители топлива могли бы получить больше кредитов, продавая этанол с низким содержанием углерода в Калифорнии.
Это возможность не только для производителей биотоплива получить прибыль, но и для более широкого пилотирования и развития технологии CCS. Это важный первый шаг, если мы собираемся внедрить удаление углерода на необходимом уровне. чтобы держать под контролем опасное изменение климата», - сказал Санчес.