Необходимость и вызовы применения технологии DAC в решении климатического кризиса
2025-04-30
Как следует из названия, технология прямого захвата углекислого газа (Direct Air Capture, DAC) предполагает извлечение CO₂ из воздуха. Это новое поколение технологий улавливания углерода, способное сокращать выбросы CO₂ от разрозненных мобильных источников, таких как автомобили и самолёты. Хотя ранее некоторые эксперты и учёные сомневались в безопасности, устойчивости и осуществимости проектов DAC, недавние исследования показали, что данная технология может быть внедрена в масштабах, пригодных для широкого применения.
На сегодняшний день по всему миру введено в эксплуатацию около 30 электростанций с использованием технологии DAC, общая проектная мощность которых составляет 5,346 миллиона тонн. Согласно цели Международного энергетического агентства (IEA) по достижению нулевых выбросов к 2050 году, к 2030 году технология DAC должна будет улавливать более 85 миллионов тонн CO₂, а к 2050 году — около 980 миллионов тонн.
Технология прямого захвата CO2 (DAC) всё чаще признаётся ключевым инструментом в борьбе с климатическим кризисом благодаря возможности непосредственного улавливания углекислого газа из атмосферы. Однако её внедрение сталкивается с серьёзными трудностями, в первую очередь из-за высокого энергопотребления и значительных затрат. Потребность в DAC обусловлена её способностью улавливать застойные выбросы CO2 и способствовать достижению целей по нулевым выбросам. Несмотря на обещания технологии, её масштабируемость ограничена экономическими и регуляторными барьерами.В следующих разделах рассматриваются необходимость и вызовы технологии DAC.
Важность технологии CO2 DAC
Необходимость использования технологии DAC
Цели в области климата:
ДАЦ играет ключевую роль в достижении амбициозных целей по сокращению выбросов CO2, поставленных МГЭИК: к 2030 году необходимо будет улавливать 85 миллионов метрических тонн CO2, а к 2050 — 980 миллионов метрических тонн, чтобы достичь нулевых выбросов.
Гибкость и возможности развертывания:
В отличие от традиционных методов улавливания CO₂, технология DAC позволяет гибко развертывать её без конкуренции за землю, что делает её подходящей для улавливания диффузных и устаревших выбросов. Основная функция DAC — улавливать широко рассеянные выбросы CO₂ из атмосферы. Улавливаемый CO₂ может использоваться либо для геологического хранения с целью масштабного сокращения выбросов углерода, либо для преобразования в продукты, такие как синтетические топлива.
Проблемы, связанные с технологией DAC
Высокое энергопотребление: современные системы DAC требуют значительных энергозатрат — на каждую тонну улавливаемого CO₂ приходится почти 2000–3000 кВт·ч, что снижает их экономическую эффективность.
Стоимостные барьеры: высокая стоимость DAC, хотя и может быть снижена за счёт технологического прогресса и эффекта масштаба, по-прежнему остаётся серьёзным препятствием для её широкого внедрения.
Регуляторные и инфраструктурные требования: внедрение технологий DAC сталкивается с регуляторными вызовами и требует значительных инфраструктурных вложений, особенно в интеграции возобновляемых источников энергии для снижения углеродного следа в процессе улавливания.
Текущее состояние проекта
Пилотные проекты: большинство систем DAC по-прежнему находятся на стадии пилотного внедрения и имеют ограниченное коммерческое применение.
Технологические инновации: такие компании, как Baker Hughes, инвестируют в технологии на основе MOF, чтобы масштабировать системы DAC от лабораторного уровня до промышленного применения.
Технологические инновации и пути их развития
Гибридные сорбенты: такие инновации, как гибридные сорбенты, сочетающие в себе свойства жидкости и твёрдого вещества, обещают снизить энергопотребление и затраты.
Кривая обучения и снижение затрат: как и в случае с солнечной технологией, стоимость DAC можно снизить за счёт «обучения на практике», что позволяет уменьшить расходы до 25 долларов США за тонну.
Путь переноса: применение CO₂ включает геологическое хранение, повышение выхода нефти (EOR) и преобразование ресурсов. Использование CO₂ для производства синтетических топлив и химикатов может столкнуться с меньшим количеством краткосрочных препятствий и обеспечить рыночные преимущества, однако требует решения задач, связанных с потребностями в ресурсах и производством водорода.
Роль молекулярных фильтров (MOFs) в процессах дистилляции водного пара (DAC – Distillation of Ammonia Water)
Материалы: МОФ обладают высокой удельной поверхностью и широкой химической универсальностью, что делает их идеальными для улавливания CO2.
Научные достижения: в рамках проекта Open DAC 2023 был выявлен ряд перспективных молекулярных органов (МОФ), что способствует разработке эффективных сорбентов для применения в DAC.
Хотя технология DAC представляет собой перспективное решение климатической кризиса, её текущие вызовы требуют продолжения исследований и разработок для повышения энергоэффективности и экономической жизнеспособности. Политикам, возможно, потребуется применять динамичные стратегии, сбалансированные между незамедлительным внедрением и долгосрочными инфраструктурными и регуляторными мерами.
