Бензин з повітря, або Як заробити на СО2

10 літрів - стільки палива виробляє на день Роланд Діттмаєр (Roland Dittmeyer) і його колеги. Небагато. І все ж це маленька революція. Справа у тому, що вчені Інституту технології у Карлсруе (KIT) виробляють паливо, використовуючи екологічно чисту електроенергію, практично з повітря.

Повітря містить СО2 - на жаль, у даний час занадто багато. У 2015 році на міжнародній конференції в Парижі вирішили обмежити потепління клімату двома градусами і для цього знизити викиди в атмосферу вуглекислого газу. Але замість цього його вміст в атмосфері продовжує зростати, а з ним - і вплив парникового ефекту. Не досягла своїх цілей і Німеччина, яка обіцяла до 2020 року зменшити викиди СО2 на 40 відсотків у порівнянні з 1990 роком.

У Карлсруе казка про виробництво палива з СО2 стала реальністю

Тож технологія, що дозволяє переробляти вуглекислий газ, що міститься у повітрі на паливо, здається казкою. Але у Карлсруе вона стала реальністю. KIT і його партнери - фірми Climeworks, Ineratec і Sunfire - побудували компактну установку, на якій у чотири етапи з двоокису вуглецю, води і "зеленої" електроенергії виробляється екологічно нейтральне паливо.

За два-три роки у Карлсруе збираються побудувати установку побільше, здатну синтезувати вже по 200-300 літрів палива на добу, розповів DW професор Роланд Діттмаєр. А потім на черзі - мобільний промисловий прототип з продуктивністю в 1500-2000 літрів на день. Такі установки можуть доставлятися до альтернативних джерел енергії. "У майбутньому ми вироблятимемо електроенергію з відновлюваних джерел, - пояснює Діттмаєр. - І найкраще її використовувати прямо на місці". Коефіцієнт корисної дії (ККД) своєї технології він оцінює в 60 відсотків. У водневого палива ККД вищий, але, підкреслює вчений, "наприклад, для літаків або важких вантажівок його енергетична щільність недостатня".

Але зрештою усе залежить від бізнес-моделей і податкових інструментів. За чинних зараз виробництво палива з повітря дорожче ринкової ціни вуглеводневих енергоносіїв, і найближчими роками, на думку професора, це навряд чи зміниться. "Значить, - каже він, - треба подбати про просування такого палива на ринок". Поки ж навіть за порівняно низьких цін на електроенергію вироблене в Карлсруе паливо коштує від одного до півтора євро за літр - вдвічі дорожче, ніж неоподатковуваний авіаційний гас.

Розроблена в KIT установка - нова технологія, що дозволяє абсорбувати з повітря вуглекислий газ, що виділяється при горінні або на промислових підприємствах, і використовувати його для виробництва нових товарів або закачувати на постійне зберігання глибоко під землю. Такі технології називають CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage).

Що можуть технології CCUS

Міжнародне енергетичне агентство (МЕА) вважає CCUS одним з небагатьох технологічних рішень, здатних зменшити викиди СО2 на вугільних і газових електростанціях, а також у ключових галузях промисловості - на сталеливарних, цементних або хімічних підприємствах. Щоб досягти поставлених кліматичних цілей, підрахували в агентстві, необхідно за допомогою CCUS до 2040 року зменшувати емісію СО2 на сім відсотків - не на 32 мільйони тонн на рік, як зараз, а на 2,3 мільярда.
Технології CCUS мають не тільки екологічну доцільність, а й великий економічний потенціал. Консалтингове агентство Boston Consulting Group (BCG) вважає, що їхня ринкова вартість у найближчі десять років досягне 90 мільярдів доларів. Моделі CCUS були розроблені ще 40 років тому, але з технічних і економічних причин залишалися у тіні. BCG прогнозує їм швидкий розквіт. 

Консалтингове агентство дає диференційований прогноз. Одна справа - сфери промисловості (газоочистка, виробництво амонію і етилового спирту), в яких порівняно легко досягти зменшення викидів CO2. Тут у CCUS найбільший ринковий потенціал - близько 70 мільярдів доларів, хоча на ці галузі припадає лише 3 відсотки емісії СО2. Натомість у сфері вугільної та газової енергогенерації з її левовою часткою викиду вуглекислого газу використання CCUS, за оцінкою BCG, поки що найменш рентабельне.

Екологи не у захваті від нових винаходів

Еріка Белльманн (Erika Bellmann) з німецького відділення Всесвітнього фонду дикої природи (WWF) менш оптимістична. У сфері індивідуального транспорту вона взагалі не бачить жодної користі від CCUS, ратує за перехід на електропривод або водневе паливо. "На перший погляд виглядає чудово: береш СО2 з промислових викидів, робиш з нього бензин і отримуєш, як мінімум, економію, - говорить вона. - Але це спрощена схема, адже процеси за технологіями CCUS вкрай енергомісткі".

Автомобіль, який використовує такий бензин, за її підрахунками, в цілому споживає уп’ятеро більше енергії, ніж електрокар.
В енергетичній сфері є прогрес, визнає Белльманн, але за рахунок відновлюваних джерел досі виробляється лише третина електроенергії. "Якщо виробляти у Німеччині бензин за технологією CCUS, - вважає експерт WWF, - то в сумі емісія парникових газів буде набагато більшою, ніж при використанні бензину або дизельного палива".

До того ж, зауважує Белльманн, технологія виділення СО2 з повітря ще не настільки розвинена, щоб знайти їй широкомасштабне застосування. Використання емісії сталеливарного, цементного або хімічного заводу, додає вона, нічого не змінює у вуглеводневому походженні вуглекислого газу. Його викиди можна зменшити тільки за умови переходу на відновлювані джерела, і то не до нуля.

Раціональним вона вважає застосування технологій CCUS для виробництва ефективної сировини для хімічної промисловості. Позитивно оцінює Белльманн і варіант закачування у землю двоокису вуглецю. Уникнути емісії СО2, наприклад, при виробництві цементу технічно неможливо. Але оскільки повна відмова від цементу нереальна, то має сенс збирати вуглекислий газ, що виділяється і знешкоджувати його методом утилізації в землі. "Це дуже трудомісткий процес, що вимагає великих енерговитрат, але альтернативи йому немає", - підсумовує Еріка Белльманн.