ДЕМОКРАТИЧНА УКРАЇНА ЕКОЛОГІЯ
ГЛОБАЛЬНЕ ПОТЕПЛІННЯ: ЧИ СКАЖЕ ЛЮДСТВО «СТОП»?
Глобальне потепління — це процес поступового збільшення середньорічної температури атмосфери Землі. Дослідження свідчать: протягом останнього сторіччя наша планета розігрілася на один градус вище за середні показники. Фахівці прогнозують, що в найближчі 50 років температура підніметься ще на 3–10°С, що призведе до складних наслідків для самої планети і тих, хто її населятиме.

До 2070 року Північний Льодовитий океан повністю розтане. Улітку по ньому можна буде вільно плавати. Правда, такі обставини можуть для декого бути корисними, адже в Арктиці зосереджено близько 30% покладів нафти й газу. Тож унаслідок танення льоду вони можуть стати доступнішими. Однак не все так добре, як може здатися. Якщо льодовики розтануть, то до кінця нинішнього століття рівень Світового океану підніметься на метр і вода затопить багато прибережних регіонів.

Чим «запнути» Сонце?
Екологічна криза виникла через розвиток вуглеводневої енергетики, яку можна вважати порушенням динамічної рівноваги в біосфері. Наслідками цієї кризи є зростання емісії парникових газів. Вихлопні гази транспортних двигунів, заводські викиди й інші джерела забруднення атмосфери разом становлять близько 22 мільярдів тонн щороку. Основний серед них — вуглекислий газ (ВГ).
Наша планета поглинає 70% всієї радіації, що походить від Сонця. Для зниження цього показника американський астроном Роджер Анцель пропонує розмістити навколо Землі мільйони лінз діаметром 60 см і вагою в кілька грамів, здатних відбивати сонячні промені. А його земляк кліматолог Уоллас Брокер пропонує за допомогою літаків розсіяти в стратосфері за 15 км від поверхні Землі частки сірки, які протримаються на цій висоті рік-два. Є й не менш фантастичні пропозиції щодо розсіювання над океаном речовин, які сприятимуть росту водоростей, спроможних поглинати вуглекислий газ. Академік РАН Юрій Ізраель запропонував на 0,5% «запнути» Сонце, щоб компенсувати підвищення температури на планеті. Для цього потрібно ввести до стратосфери за 12–20 кілометрів над Землею аерозольні речовини-поглиначі сонячного світла. Подібне відбувається й у природних умовах — під час вулканічних вивержень. Однак найважливішу роль у боротьбі з потеплінням клімату може зіграти вловлювання й зберігання вуглекислого газу. Такого висновку дійшла міжурядова група експертів з питань зміни клімату (МГЕЗК) в спеціальній доповіді, яку склали 100 експертів з більш ніж 30 країн світу. Для того щоб концентрація ВГ в атмосфері стабілізувалася на безпечному рівні, потрібно запобігти його викидам, маса яких становить сотні або навіть тисячу гігатонн (Гт). Поки що ні в кого не викликає сумнівів, що первинну енергію, принаймні до середини нинішнього століття, люди, як і раніше, одержуватимуть з вуглеводневого палива.
Процеси уловлювання й зберігання ВГ планують застосовувати не скрізь, а в місцях великого його викиду. На Землі вони сконцентровані в основному в Північній Америці, Європі, Східній та Південній Азії. Однак не на будь-якому потужному підприємстві можна вловлювати ВГ: технологія рентабельна лише тоді, коли ВГ у потоці багато.

Скільки вуглекислого газу можна «впіймати»?
Відомі дві основні концепції вловлювання ВГ на виробництві: уловлювання після спалювання й спалювання палива зі збагаченням киснем. Перший спосіб застосовують у сучасних енергоустановках, що працюють на вугільному пилові або з комбінованим циклом згоряння природного газу. Зрозуміло, що ВГ відокремлюють від димових газів, для чого, як правило, використовують тверді сорбенти, органічні розчинники, мембрани або кріогенний поділ. Другий спосіб — дорожчий, оскільки потребує збагачення палива киснем замість повітря. Ця технологія поки що перебуває на демонстраційному етапі. Сучасні системи першого або другого типу можуть уловлювати до 85–95% вуглекислого газу.
Другий технологічний етап — транспортування, певно, також не спричинятиме значних ускладнень. Уже нині трубопроводи є найпоширенішим засобом транспортування ВГ (звісно, газ попередньо стискують). Перший трубопровід для доставки ВГ почав діяти в США на початку 1970-х років. Трубопроводом завдовжки понад 2500 км його транспортують для добування нафти. Можна також перевозити ВГ у рідкому стані суднами, автомобільним чи залізничним транспортом.

Де і як його складувати?
Учені пропонують кілька методів зберігання вуглекислого газу, зокрема, закачування його не тільки в підземні геологічні формації, але й на більші глибини в океані, а також промислову фіксацію в природних неорганічних карбонатах.
Технології підземного зберігання більш-менш зрозумілі. Вважають, що ВГ можна буде закачувати у свердловини, що залишилися від видобутих нафти й газу; соленосні й вугільні шари, що втратили промислове значення. Головна умова — породи мають бути пористими. Для того щоб захоронити ВГ у глибинні геологічні формації, потрібні практично ті самі технології, які розроблено для видобутку нафти й газу. Але спочатку треба визначити, чи надійну герметизацію ВГ забезпечить порода.
Зберігати ВГ доведеться досить довго, отже, можливе локальне й глобальні його витікання, тому треба подумати, як цей процес контролювати. Таким чином, складовою вартості таких технологій є постійний моніторинг. Проте вже тепер у світі реалізують три проекти промислового масштабу: проект Слейпнера в Північному морі, Вейберна в Канаді й Ін-Салаха в Алжирі. Сумарно щороку зникають під землею 3–4 Мт парникового газу. Крім цих проектів, щороку для підвищення нафтовіддачі витрачається 30 Мт газу (головним чином у штаті Техас, США). Більшу його частину одержують із природних покладів, виявлених у західних регіонах США, а решту добувають разом з нафтою, потім відокремлюють і знову закачують під землю. Так що не можна сказати, що це «полегшило» нашу атмосферу. Тепер про другий спосіб зберігання вуглекислого газу в океані, тобто про його закачування під воду на глибину понад 1000 м. Це можна здійснити, транспортуючи ВГ трубопроводами або кораблями. Хоча цією розробкою займаються близько 25 років, проте практично реалізувати цей проект ще ніхто не пробував. Нарешті, третій спосіб складування вуглекислого газу — карбонізація мінералів і використання його в промисловості. Одержують карбонат магнію й карбонат кальцію — вапняк. Зрозуміло, що оксидів металів, які можна добути в природі, недостатньо для фіксації всього газу. Є ще один шлях — використовувати ВГ у промисловості. Здавалося б, він є найпростішим, до того ж природним, адже його можна застосовувати як реагент у хімічних і біологічних процесах, наприклад, у виробництві метанолу й мінерального добрива — сечовини, а також у садівництві, холодильному устаткуванні, для зберігання харчових продуктів, зварювання металів, у напоях і вогнегасниках. За оцінками фахівців, для цього потрібно приблизно 120 Мт газу на рік. Частину ВГ для цих цілей добувають з природних свердловин, а частину беруть з підприємств, де уловлюють вуглекислий газ, скажімо, з виробництв аміаку та водню. Щоб цей метод був доцільним, необхідно дотримуватися певних умов: строк зберігання ВГ має бути значним. Тим часом термін зберігання більшої частини ВГ, що утилізують у такий спосіб, становить від декількох днів до кількох місяців, оскільки потім отримані з нього речовини знову окиснюються й вуглекислий газ повертається в атмосферу. Крім того, загальна частка його промислового використання є мізерною порівняно з викидами з основних антропогенних джерел.

Що кажуть фінанси?
Скільки ж коштують ці технології? Щоб їх реалізувати, слід витратити енергію, яку спочатку треба одержати, спалюючи корисні копалини, що призведе до ще більшої емісії вуглекислого газу. І ще один нюанс. Якщо оцінки виконано, фігурально кажучи, вчора, то для розрахунків брали вчорашню вартість нафти та газу, а завтра ціни можуть бути зовсім іншими. Та все ж виконані дослідження свідчать про те, що вартість уловлювання ВГ, наприклад, на цементних, сталеливарних підприємствах і нафтоочисних заводах — різна: від 25 до 115 дол. за тонну.
Схоже, якщо не буде чіткої законодавчої політики щодо обмеження викидів парникових газів в атмосферу, то системи вловлювання ВГ навряд чи будуть застосовуватися в широких масштабах. І друге, від чого залежатиме впровадження технологій,— їхня вартість. Якщо буде визначена допустима кількість викидів парникових газів для кожного підприємства, то можна стверджувати, що від цього моменту протягом кількох десятиліть будуть впроваджені системи складування вуглекислого газу. Якщо ж не вжити суворих заходів для обмеження викидів ВГ, то як засвідчує сучасний промисловий досвід, технології вловлювання вуглекислого газу будуть впроваджені тільки там, де для цього є сприятливі передумови — потік ВГ з високою чистотою й низькою вартістю та близькість місць для складування газу. Оскільки системи вловлювання вдосконалюються, то на думку експертів МГЕЗК, є шанс, що рано чи пізно вони зможуть конкурувати з іншими варіантами великомасштабного пом’якшення антропогенного впливу, такими, як атомна енергія й технології поновлюваної енергії. Певніше за все, це відбудеться не раніше, ніж у другій половині поточного сторіччя.

Григорій КОВТУН (за електронними матеріалами МГЕЗК)
також у паперовій версії читайте:

• ЗАНЕПАДАЄ ПОДІЛЬСЬКА ПЕРЛИНА

назад »»»