Нет выбора. Человечество приучится добывать углекислый газ из атмосферы или утонет
Скорость глобального потепления измерить трудно. Средняя за год температура на планете - это результат усреднения ежечасных данных в тысячах точек земной поверхности. Разброс значений температур в этих точках составляет многие десятки градусов, а мы хотим определить, на сколько тысячных долей градуса меняется глобальная температура за год. Конечно, достоверность таких подсчетов вызывает сомнения.
Но есть и другие показатели, позволяющие оценить эффект от глобального потепления. Один из самых наглядных - таяние ледников. В журнале Nature были обнародованы результаты крупнейшего исследования состояния ледяного покрова Антарктиды. Работа проводилась международной группой из 84 ученых, проанализировавших данные спутниковых наблюдений за 1992-2017 гг. Оказалось, что за это время Антарктида потеряла более 3 трлн т льда. Причем в последние пять лет (2013-2017 гг.) скорость таяния льдов была втрое выше, чем в предыдущие годы.
Эти цифры говорят о том, что глобальное потепление не просто происходит, а ускоряется, несмотря на все те меры, которые были предприняты за последние десятилетия для уменьшения выбросов углекислого газа, вызывающего парниковый эффект. Судя по всему, экосистема планеты уже слишком далеко ушла от положения равновесия. И чтобы остановить этот процесс, недостаточно сокращать выбросы, а нужно еще и извлекать из атмосферы накопившийся там избыток углекислого газа.
Конечно, это еще один довод, почему нужно уменьшать вырубку лесов и больше садить новых. Но надеяться на то, что это произойдет во всех странах, где (пока еще) есть леса, было бы слишком наивно. И даже если площадь лесов на планете вдруг перестанет сокращаться и начнет расти, человечеству все равно необходимо научиться добывать из воздуха и перерабатывать углекислый газ.
Это является вызовом для современных технологий. И стоит сказать, что поиском ответа занимаются все более многочисленные группы исследователей в различных странах. За последние несколько лет уже получен ряд интересных результатов.
Например, Аргоннская национальная лаборатория министерства энергетики США совместно с Иллинойсским университетом в Чикаго два года назад нашла способ преобразования углекислого газа в полезный источник энергии под воздействием солнечного света. Это в чем-то подобно происходящему в растениях процессу фотосинтеза. А ученые из Калифорнийского университета в Беркли год назад создали губчатый никель-органический фотокатализатор, который собирает углекислый газ из атмосферы и превращает его в монооксид углерода, из которого можно получить водородное топливо. В качестве источника энергии для запуска каскада реакций используется опять-таки энергия солнечного света.
О новом изобретении сообщила на днях статья исследователей из Гарвардского университета (США) и канадской компании Carbon Engineering, опубликованная в американском научном журнале Joule. Ученые нашли способ отбирать углекислый газ из атмосферы и использовать его для производства топлива. Новый метод, как утверждают его авторы, в несколько раз дешевле, чем любые другие подобные разработки.
Технологический процесс выглядит довольно простым. Атмосферный воздух закачивается в большие емкости, заполненные щелочным раствором, где образовавшуюся жидкую смесь сначала быстро замораживают, а затем постепенно нагревают. На определенном этапе получается густая суспензия. Ее заставляют взаимодействовать с гашеной известью. Эта реакция проходит с выделением углеводородов, которые можно использовать для создания топлива, например бензина.
Поскольку технология несложная и не использует каких-либо дорогих наработок, ею, по мнению авторов исследования, можно оснастить почти любой завод, побочным продуктом производства которого является углекислый газ. Такой подход можно назвать "круговоротом топлива в природе". Ведь получаемые углеводороды используются для производства бензина, сгорание которого происходит с выделением углекислого газа, а его, в свою очередь, уже можно собирать и вновь использовать для производства сырья и синтеза бензина.
Американский журнал The Atlantic отмечает, что если эта технология будет успешно реализована в больших масштабах, она может трансформировать подходы человечества к решению проблемы изменения климата и дать людям решающий новый инструмент в борьбе с глобальным потеплением. "Это открывает возможность того, что мы можем стабилизировать климат за доступные суммы денег, не меняя всю энергетическую систему и не изменяя поведение каждого потребителя энергоресурсов", - поделился с журналом своей оценкой Кен Кальдейра, старший научный сотрудник Института науки Карнеги - американской организации, занимающейся поддержкой научных исследований. Он подчеркнул, что некоторые очень важные отрасли экономики, такие как производство стали, цемента, дальние воздушные перевозки, очень трудно декарбонизировать, то есть перевести на технологии, при которых не выделяется углекислый газ. "Эти отрасли смогут работать так же, как сейчас, просто нужно будет платить за удаление углекислого газа", - пояснил эксперт.
Компания Carbon Engineering утверждает, что уже реализовала эту технологию на своем экспериментальном заводе в Сквомише в канадской провинции Британская Колумбия. Основателем и исполнительным председателем компании, а также ведущим автором проведенного исследования является профессор прикладной физики Гарвардского университета Дэвид Кейт. Carbon Engineering финансируется частными инвесторами, в числе которых миллиардеры Билл Гейтс и Мюррей Эдвардс. Сейчас компания думает над созданием промышленной версии завода. По словам Дэвида Кейта, строительство планируется завершить к 2021 г. Такой завод будет производить более 100 млн л топлива в год.
Можно предположить, что это не предел изобретательских возможностей и вскоре появятся другие, еще более эффективные технологии. Конечно, сейчас подобные прогнозы вызывают скепсис. Мол, вряд ли весь мир согласится изменить свои привычки и начнет строить заводы для отбора углекислого газа из воздуха. Однако еще всего лишь 10 лет назад подобный скепсис царил в отношении электромобилей. А сейчас они уже начинают диктовать моду на рынке и заставляют весь мир создавать инфраструктуру зарядных станций.
Между тем электромобили хоть и позволяют уменьшить вредные выбросы, но не избавляют атмосферу от уже накопленного избытка углекислого газа. И человечеству в любом случае придется решать эту проблему, если оно захочет избежать таяния ледников, которое чревато затоплением густонаселенных прибрежных районов. Кстати, для Украины это тоже важно, если мы хотим уберечь от затопления Одессу, Евпаторию и другие свои приморские города, расположенные едва выше нынешнего уровня моря.
Повторное предупреждение через 25 лет
В 1992 г. более 1700 обеспокоенных ученых, включая подавляющее большинство живых на тот момент лауреатов Нобелевской премии, опубликовали открытое письмо, взывающее ко всем жителям нашей планеты. Послание было простым: если мы в ближайшее время не предпримем решительных действий, то все человечество ожидают серьезные проблемы, а наша планета будет "безвозвратно изуродована". Спустя 25 лет научное сообщество констатирует, что ситуация лишь усугубилась.
Под новым обращением, в котором перечислены главные угрозы существования разумной жизни на Земле, подписались более 15 тыс. ученых из 184 стран мира. Второе "предупреждение человечеству" опубликовано в журнале BioScience. В статье 1992 г. ученые сообщали о нарастающем беспокойстве в связи с наблюдаемым разрушением биосферы планеты, вызываемым антропогенным воздействием. Исследователи описали девять областей, вызывающих наибольшую обеспокоенность.
Среди них - истощение озонового слоя, сокращение лесов, климатические изменения и чрезмерный рост населения. Через 25 лет оказалось, что человечество не только не справилось с экологическими проблемами, но и усугубило их в некоторых областях. Среди девяти приведенных в первой статье областей, вызывающих наибольшее беспокойство, человечеству удалось частично справиться лишь с озоном. Ученые отметили положительный эффект от поэтапного отказа от хлорфторуглеродов, который привел к сокращению озоновой дыры в стратосфере.
