Современная промышленность остаётся одним из главных источников углекислого газа в атмосфере. Однако группа исследователей под руководством профессора Мерседес Марото-Валера и доктора Стива Гриффитса предложила решения, которые могут радикально снизить уровень выбросов на металлургических, цементных и нефтехимических предприятиях. Их работа показывает: будущее "чистой" индустрии напрямую зависит от достижений химии.
Учёные подчёркивают, что именно химия сегодня становится ключом к обезуглероживанию промышленности. Новое исследование, опубликованное в международном научном журнале, показывает — развитие технологий улавливания углерода перешло от теоретических моделей к реальным инженерным системам, готовым к промышленному внедрению.
"Последние прорывы в химии открывают путь к сокращению выбросов самых "грязных" отраслей промышленности", — отметила профессор Мерседес Марото-Валера.
Авторы исследования считают, что использование химических процессов для улавливания и переработки CO₂ может стать столь же значимым, как изобретение каталитического нейтрализатора в автомобильной промышленности.
Современная наука предлагает несколько способов улавливания углекислого газа. Каждый из них основан на разных принципах, но объединён общей целью — превратить CO₂ из проблемы в ресурс.
| Технология | Принцип действия | Преимущества |
|---|---|---|
| Абсорбция | Поглощение CO₂ жидкими сорбентами (чаще всего аминами) | Высокая эффективность при больших объёмах выбросов |
| Адсорбция | Захват газа твёрдыми материалами с большой поверхностью | Меньшее энергопотребление |
| Мембранное разделение | Использование полимерных мембран для фильтрации газа | Компактность и простота интеграции |
| Криогенное разделение | Охлаждение газовой смеси до сверхнизких температур | Подходит для особо концентрированных выбросов |
| Электрохимические системы | Захват и выделение CO₂ с помощью электричества | Возможность использовать возобновляемую энергию |
Особое внимание в исследовании уделено электрохимическим методам, которые работают при низких температурах и способны использовать энергию от солнечных или ветровых станций. В отличие от традиционных термических процессов, эти технологии не требуют нагрева до сотен градусов, а значит, сокращают энергозатраты почти вдвое.
"Новые электрохимические методы, которые работают при низких температурах и используют возобновляемое электричество вместо энергозатратного нагрева", — подчеркнул доктор Стив Гриффитс.
Такие системы могут стать особенно востребованными на цементных и сталелитейных предприятиях, где выбросы CO₂ неизбежны в силу технологического цикла.
Газы, выделяемые при сжигании топлива или переработке руды, направляются в установку улавливания.
Через химический или мембранный фильтр отделяется углекислый газ.
CO₂ охлаждается или связывается с реагентом для хранения.
Захваченный газ можно либо закачать под землю, либо использовать повторно — например, для производства синтетического топлива или удобрений.
Таким образом, отход превращается в сырьё, а выбросы — в источник экономической выгоды.
Ошибка: пытаться полностью отказаться от ископаемого топлива без компенсационных технологий.
Последствие: рост себестоимости продукции и социальная нестабильность.
Альтернатива: поэтапное внедрение улавливания углерода с использованием доступных химических методов.
Ошибка: хранить CO₂ без переработки.
Последствие: необходимость постоянного контроля и высокие затраты.
Альтернатива: использование захваченного газа в производстве топлива или пластмасс.
Ошибка: недооценивать электрохимические системы.
Последствие: упущенные возможности интеграции возобновляемых источников энергии.
Альтернатива: применение гибридных установок с солнечными или ветровыми генераторами.
Если промышленные гиганты внедрят улавливание углерода в полном объёме, человечество сможет реально снизить темпы глобального потепления. По прогнозам учёных, распространение этих систем даже на 20% крупных заводов сократит мировые выбросы CO₂ на 15-18% к 2040 году. Это эквивалентно полному отказу от автомобильного транспорта в Европе.
| Плюсы | Минусы |
| Существенное снижение выбросов CO₂ | Высокие затраты на внедрение |
| Возможность вторичного использования углекислого газа | Необходимость в инфраструктуре для хранения |
| Гибкость применения — от заводов до электростанций | Разная эффективность в зависимости от состава выбросов |
Можно ли полностью остановить выбросы на заводах?
Пока нет, но можно сократить их на 70-90% при использовании комбинированных технологий.
Где применяются установки улавливания углерода?
В нефтегазовой отрасли, на цементных заводах, металлургических комбинатах и даже на мусоросжигательных предприятиях.
Опасно ли хранить CO₂ под землёй?
Нет, при правильной герметизации газ надёжно удерживается в пористых породах и не представляет угрозы.
Миф: улавливание углерода — дорогое и бесполезное занятие.
Правда: с развитием технологий стоимость снижается, а выгода для экологии и экономики очевидна.
Миф: электрохимические методы не подходят для крупных производств.
Правда: современные промышленные пилоты уже показывают стабильную эффективность.
Миф: улавливание CO₂ мешает росту производства.
Правда: наоборот, снижая углеродный след, компании получают доступ к "зелёным" инвестициям и международным рынкам.
В 1970-х годах впервые начали применять химическую абсорбцию для очистки промышленных выбросов.
В 2000-х появилась идея улавливать CO₂ для хранения в глубоких геологических пластах.
К 2020-м годам разработаны электрохимические методы, совместимые с возобновляемой энергетикой.
Сегодня технологии улавливания углерода считаются одним из трёх ключевых направлений климатической политики наряду с ВИЭ и повышением энергоэффективности.
Установка по улавливанию углерода в Исландии способна нейтрализовать выбросы 40 тысяч автомобилей в год.
Некоторые компании уже используют CO₂ для производства газированных напитков и синтетического топлива.
При улавливании 1 тонны углекислого газа можно сэкономить до 2 тонн угля или нефти, которые не будут сожжены.