ABECCS: Наш путь к более чистой планете?

Новый и пока недоказанный план борьбы с изменением климата и питания человечества.

 Существует множество предложений по борьбе с изменением климата, но самое простое и эффективное — это оставить ископаемое топливо (нефть, газ и уголь) в недрах. Этот простой путь в концепции, но, мягко говоря, неосуществимый на практике. Реформаторы энергетики сталкиваются с экономической системой, построенной на потреблении и эксплуатации, политической системой, в которой доминируют денежные интересы, и энергетической системой, построенной на ископаемом топливе. В результате даже самые оптимистичные сценарии предотвращения изменения климата требуют от нас не только сокращения выбросов углекислого газа — мы должны предусмотреть «негативные выбросы», способы удаления углекислого газа из атмосферы.

BECCS (Bio-energy with carbon capture and storage) — биоэнергетика со связыванием и хранением углерода — гипотетический метод удаления диоксида углерода или углекислого газа (CO₂) из атмосферы, который предполагает выращивание растений, которые удаляют CO₂ из атмосферы в сочетании с сжиганием этих растений для получения электроэнергии в сочетании с захватом и захоронением образующегося CO₂.

Эта технология пока еще находится в зачаточном состоянии и вызывает много споров, поскольку требует увеличения количества по сути выращиваемого на земле топлива, вместо которого можно было бы выращивать пшеницу, рис или кукурузу для производства продуктов питания. Но есть новый экспериментальный подход к BECCS, который может обойтись без этих противоречий, сочетая создание энергии с ценным побочным продуктом — пищей. Ученые полагают, что к 2050 году этот процесс может не только производить электроэнергию с меньшим количеством углекислого газа, но также и достаточное количество продовольствия для питания миллионов людей.

Это сложно и по-прежнему пока концептуально. Тем не менее, интригующая идея заключается в том, что водоросли, полученные одновременно с выделением некоторого количества углекислого газа, выделяемого при сжигании биомассы, могут быть использованы для укрепления глобального продовольственного снабжения в то время, когда засуха, наводнения и тепловые волны, вызванные изменением климата, угрожают широкому распространению голода в уязвимых регионах.

«Объединение двух технологий — BECCS и производства микроводорослей — может показаться странной парой, но это может обеспечить достаточную научную синергию, чтобы помочь решить проблему голода в мире, и в то же время снизить уровень парниковых газов, которые изменяют нашу климатическую систему», — считает Чарльз Грин (Charles Greene), профессор наук о земле и атмосфере в Корнельском университете, который помог разработать эту модель.

Среди научных коллег Грина — Колин М. Бил (Colin M. Beal) и Марк Хантли (Mark Huntley) из Гавайского университета, а также Закари Джонсон (Zackary Johnson) из Университета Дьюка (Duke University) и Ян Арчибальд (Ian Archibald) из компании Cinglas Ltd, которые впервые придумали эту идею. Они описали свою работу в исследовании, которое появилось в издании Earth’s Future («Будущее Земли»).

Фабрика микроводорослей.

BECCS сочетает выращивание биотопливных культур, таких как травы и масличные, с улавливанием и хранением углерода. Это технология, которая улавливает CO₂ из электростанций, прежде чем он попадает в атмосферу, сжимает его в жидкую форму, а затем поглощает его глубоко под землей. В то время как технология все еще развивается, несколько проектов BECCS уже осуществляются.

Тем не менее, некоторые эксперты призывают к осторожности. Ученый-климатолог Филип Б. Даффи (Philip B. Duffy), президент и исполнительный директор исследовательского центра Вудс-Хоул (Woods Hole Research Center), предупреждает, что рассчитывать на то, что BECCS избавит планету от катастрофического изменения климата, может быть неосуществимо на практике.

Даффи сказал, что Межправительственная Группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), которая рассматривает BECCS в будущих климатических сценариях, «сделала ставку на будущее человечества на массовое развертывание BECCS».

«Под “ставкой на будущее человечества” я имею в виду, что их сценарии ограничения глобального потепления до 1,5 или 2 градусов Цельсия (т.н. “парижские цели”) достигают этого только при условии, что BECCS будет использоваться в действительно массовом масштабе. Это делает относительно легким достижение целей климатической политики, потому что, как вы знаете, BECCS генерирует энергию и одновременно удаляет CO₂ из атмосферы. По крайней мере, такова идея. Однако, этот метод до сих пор тестировался только в очень малых масштабах, и есть основания полагать, что он не будет практичным в очень больших масштабах, предполагаемых в моделях» — отметил Даффи.

Грин согласился с ним: «Со времени последнего доклада МГЭИК все были взволнованы, как положительно, так и негативно, по поводу BECCS. Сторонники рассматривают это как простой способ генерировать отрицательные выбросы — просто позвольте наземным заводам захватывать CO2 из атмосферы, сжигать эту биомассу на электростанции, захватывать CO2, а затем закачивать его под землю. Скептики же указывают на то, что для обеспечения требуемого количества растительной биомассы потребуются огромные земледельческие ресурсы и это приведет к тому, что земля будет изъята из производства продовольствия. Итак, мы придумали морские водоросли (Algae)+ BECCS = ABECCS».

«Вот как это работает. В ABECCS вы выращиваете эвкалиптовые деревья для биомассы, сжигаете их на электростанции и улавливаете CO2, как в BECCS», — объяснил Грин, — «Однако вместо того, чтобы перекачивать весь этот CO₂ под землю для его хранения, вы используете его часть для поддержки производства водорослей. Затем водоросли могут производить такое же количество пищи и биотоплива, как если бы вы выращивали сою, но с гораздо меньшим размером земли. Когда вы складываете вместе площади земли для выращивания эвкалипта и для выращивания водорослей, а затем сравниваете это с выращиванием сои на том же количестве общей земли, вы получаете интересные результаты».

Грин сказал, что объект ABECCS площадью 7000 акров (более 2800 гектаров) может дать столько же белка, сколько производят соевые бобы на том же участке земли, в то же время он будет улавливать 30 000 тонн двуокиси углерода в год, что эквивалентно тому, чтобы убрать более 6000 автомобилей с дорог.

«Водоросли и леса эвкалипта могут находиться на соседних участках земли, или они могут быть в разных местах, если транспортные расходы между ними не слишком велики», — сказал он, — «На большом острове Гавайи, например, эвкалипт очень быстро растет на дождливом северо-восточном побережье Хамакуа. Морские водоросли, расположенные менее чем в 50 милях от него, могут быстро расти в солнечных, пустынных условиях побережья Кона-Кохала. Транспортные расходы между этими объектами, расположенными на расстоянии 50 миль, сделают такой проект коммерчески осуществимым уже сегодня».

В то время, как пока никто не пытался создать настоящий пилотный проект ABECCS нигде, Грин считает Гавайи «отличным местом для проведения демонстрационного проекта, хотя, вероятно, есть другие места в мире, где более низкие цены на землю могут обеспечить лучшую коммерческую возможность».

Фундамент для подобного проекта уже есть. AES Hawaii уже сжигает эвкалипт на своей электростанции в Калаелоа (Kalaeloa), чтобы проверить, могут ли деревья использоваться в качестве биомассы и преобразовываться в возобновляемую энергию, а демонстрационный проект по выращиванию водорослей уже существует рядом с Международным аэропортом Кона.

Конечно, существует проблема связанная с идеей употребления в пищу водорослей, но, как заметил Грин, «водоросли можно использовать в качестве питательной и вкусной альтернативы большинству молочных продуктов и они могут заменить практически все, что в настоящее время использует соевые бобы или пальмовое масло». Он добавил: «Сейчас многие американцы не могут представить, что в их рацион войдут водоросли, но я могу заверить вас, что большинство развивающихся стран предпочли бы, чтобы иметь этот источник белкового питания в виде водорослей, чем продолжать голодать».