Год назад Международная морская организация – агентство ООН, регулирующее судоходство – ужесточила целевые показатели выбросов для судоходной отрасли, приведя ее в соответствие с другими секторами, стремящимися к нулевым выбросам к 2050 году. Однако низкоэмиссионные виды топлива, такие как метанол, водород и аммиак, не всегда доступны в достаточном количестве.
В настоящее время химик- океанограф Джесс Адкинс из Калифорнийского технологического института (Caltech) считает, что может помочь, оснастив грузовые суда реакторами, способными преобразовывать углекислый газ (CO2), выделяющийся при сжигании топлива, в морскую соль, которую, по его словам, можно хранить в течение 100 000 лет.
Этот процесс похож на то, что происходит естественным образом в океанах. «Это реакция, которую планета испытывает миллиарды лет», — сказал Аткинс, основатель Calcarea, стартапа, занимающегося проектированием и тестированием реакторов.
«Если мы сможем ускорить этот процесс, у нас появится шанс найти безопасный и долгосрочный метод хранения CO2», — сказал он.
Прототип реактора в порту Лос-Анджелеса. Фото: Пьер Форин.
Технология естественного моделирования
Морская вода естественным образом поглощает около одной трети атмосферного CO2, что делает её более кислой и растворяет карбонат кальция — вещество, в большом количестве присутствующее в океане. Аткинс объясняет: «Карбонат кальция является строительным материалом для коралловых скелетов, раковин и всего остального, что составляет большую часть осадочных пород на дне океана».
Карбонат кальция растворяется, а затем реагирует с CO2 в воде, образуя бикарбонатные соли, которые улавливают CO2. Аткинс добавил: «В настоящее время в океане содержится 38 000 гигатонн (38 триллионов тонн) бикарбоната».
Компания Calcarea стремится имитировать этот естественный процесс, направляя выхлопные газы судна в реактор внутри корпуса, где газы интенсивно смешиваются с морской водой и известняком — породой, состоящей в основном из карбоната кальция и являющейся распространенным компонентом бетона. CO2 в выхлопных газах реагирует со смесью, образуя соленую воду, которая улавливает CO2 в виде бикарбонатных солей. Аткинс говорит, что с помощью полномасштабного реактора он планирует улавливать и хранить около половины выбросов CO2 судна.
По словам Адкинса, в природе эта реакция занимает более 10 000 лет, но в печах компании Calcarea она длится всего около минуты. Это достигается за счет тесного контакта CO2 и известняка.
Эдкинс заявил, что образовавшийся рассол будет сбрасываться в океан, где он не представляет угрозы для морской жизни или химического баланса морской воды. Он добавил, что компания также рассматривает возможность добавления предварительного фильтра в систему для удаления других загрязняющих веществ, которые могут растворяться в воде, таких как частицы и несгоревшее топливо.
После двух лет работы над проектом, в январе 2023 года он выделил компанию из Калифорнийского технологического института (Caltech). К нему присоединились три соучредителя: Мелисса Гутьеррес, студентка Caltech; инженер Пьер Форин; и профессор и геохимик Уилл Берельсон из Университета Южной Калифорнии (USC).
Основатели компании Calcarea Пьер Форин, Уилл Берельсон, Мелисса Гутьеррес и Джесс Адкинс стоят перед прототипом реактора под названием Ripple 1. Фото: Пьер Форин
Они привлекли 3,5 миллиона долларов финансирования и сосредоточились на судоходной отрасли. «Самое замечательное, что корабль — это естественный водяной насос», — сказал Аткинс, отметив, что для протекания реакций между различными элементами системе необходимо постоянное движение воды, которое естественным образом обеспечивается движением корабля.
Реакторы будут спроектированы специально для судов разных размеров, включая «самые большие из имеющихся в настоящее время судов», класс «Ньюкаслмакс», способные перевозить 180 000 тонн груза. «На одном из таких судов мы займем около 4-5% полезной нагрузки и будем перевозить около 4000 тонн известняка. Но фактически мы не будем использовать весь этот груз», — сказал Аткинс.
Улавливание углерода в море
Прежде чем компания Calcarea была готова установить свой первый реактор, оставалось решить ряд технических проблем. Например, как правильно смонтировать реактор на судне для загрузки известняка и как наладить цепочку поставок для транспортировки.
Согласно текущим оценкам, стоимость системы составляет около 100 долларов за тонну уловленного и выброшенного CO2, включая упущенную выгоду из-за того, что судну приходится освобождать место для реактора вместо коммерческого груза.
На некоторых грузовых судах уже установлено аналогичное оборудование, называемое скрубберами. Оно предназначено для улавливания и выброса сернистых газов, вредных для здоровья и окружающей среды, но не для CO2.
Помимо Calcarea, существуют и другие компании, занимающиеся технологиями улавливания углерода. Например, британская компания Seabound производит устройство, которое улавливает от 25% до 95% выбросов CO2 с судна. Однако оно производит твердые карбонатные гранулы, которые необходимо выгружать в порту.
Аткинс считает, что Calcarea может помочь отрасли декарбонизации перейти на более экологичные виды топлива, а в более отдаленном будущем реакторы могут быть спроектированы таким образом, чтобы улавливать и удерживать уловленный CO2 вне атмосферы, а не хранить его под землей.
Нгок Ань (по данным CNN)
Источник: https://www.congluan.vn/cong-nghe-bien-co2-thanh-muoi-bien-giup-giam-phat-thai-nganh-hang-hai-post306728.html
