Миру предстоит сдержать глобальное потепление. Для этого придется переходить на электромобили, а ископаемое топливо - заменять на возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Но выбросы образуются и при производстве химикатов, полимеров, стали, бетона и аккумуляторов для электромобилей. Решить проблему помогут технологии улавливания, использования и хранения углерода (Carbon capture, utilisation and storage). Издание Plus-one.ru  рассказывает, каковы перспективы CCUS в России.

ЗАКАЧИВАТЬ В МЕСТОРОЖДЕНИЯ

CO2 можно улавливать и закачивать под землю — безопасно и в любых объемах.

Улавливать углекислый газ можно на любом промышленном объекте. Для этого существует десяток различных технологий, которые применяются в зависимости от ситуации. CO2 сжижается под давлением и по трубопроводу или в цистернах транспортируется к месту использования или захоронения.

«CCUS должны стать ключевым элементом перехода к безуглеродной энергетике, - говорит руководитель отдела технологий CCUS Международного энергетического агентства Саманта МАККАЛЛОХ. - Это единственная группа технологий, которая способствует как прямому сокращению выбросов в важнейших секторах экономики, так и удалению CO2 для балансировки выбросов, которых невозможно избежать».

Под захоронением углекислого газа подразумевается его закачивание под землю — на глубину от 800 м. За надежность такого хранения отвечают геологические свойства подземных резервуаров. Среди наиболее подходящих — пористые породы истощенных газовых или нефтяных месторождений, которые миллионы лет удерживали в себе ископаемое топливо.

Еще один вариант захоронения — закачивание в действующие нефтяные месторождения. Такой подход позволяет повысить добычу, причем использование уловленного диоксида углерода значительно эффективнее традиционного вытеснения нефти водой. Именно с этого началось развитие CCUS. Первые такие проекты появились в 1970-х годах на нефтяных месторождениях в Техасе (США).

Объемы подземных хранилищ, подходящих для захоронения углекислого газа, на порядки превосходят объемы парниковых выбросов. Ежегодно в атмосферу Земли попадает свыше 59 млрд тонн CO2-эквивалента, а в одной лишь России места под землей хватит на 1,2 трлн тонн. Уловленный углекислый газ можно использовать в производстве — но в ограниченных объемах.

ИСПОЛЬЗОВАТЬ В ПРОИЗВОДСТВЕ

Кроме нефтедобычи, использовать пойманный диоксид углерода можно во множестве технологических процессов. Сегодня в мире ежегодно потребляется 230 млн тонн CO2. Большая часть идет на выпуск удобрений (130 млн тонн) и повышение нефтеотдачи пластов (70-80 млн тонн). Среди остальных направлений — производство продуктов питания и напитков, очистка воды, применение в теплицах, использование для охлаждения и замораживания.

Углекислый газ можно переработать, например, при производстве топлива, строительных материалов, полимеров и химикатов. Углерод из CO2 связывают с водородом для получения синтетического углеводородного топлива. Диоксид углерода может заменять воду в бетоне, а также служить сырьем для ряда его компонентов.

Международное энергетическое агентство (IEA) ожидает, что полимерная индустрия обеспечит утилизацию до 1 млрд тонн CO2 в год, а производство химикатов и строительных материалов — по 5 млрд тонн каждый. Крупнейшим рынком будущего выглядит производство топлива. Для него потребуется свыше 5 млрд тонн СО2 в год.

Кстати, у производства и применения стройматериалов из CO2 самый низкий углеродный след. Остальные направления утилизации подразумевают довольно высокие выбросы как при производстве, так и при использовании получившейся продукции. То же топливо из диоксида углерода, например, будут сжигать, генерируя выбросы. Поэтому использование уловленного углекислого газа в производстве нельзя назвать 100% экологичным способом сокращения выбросов — в отличие от его захоронения.

ХРАНИЛИЩ СО2 ХВАТИТ НА ТЫСЯЧУ ЛЕТ

Ожидается, что рынок технологий улавливания CO2 вырастет в десятки раз. Сегодня в мире насчитывается лишь 28 крупных промышленных объектов в 10 странах, где улавливается, захоранивается и используется углекислый газ. Они суммарно утилизируют 40 млн тонн CO2 в год. Больше половины этого объема (28,5 млн т в год) приходится на предприятия по переработке природного газа. Остальное — на  производства водорода, синтетического топлива, электроэнергии, удобрений, биотоплива, а также железа и стали.

Согласно прогнозам IEA, в ближайшие годы улавливать CO2 начнут повсеместно. Это позволит миру сократить не менее 15% всех парниковых выбросов, от которых необходимо избавиться, чтобы сдержать глобальное потепление в пределах 2°C.

«Глобальный потенциал CCUS огромен, - пояснил исполнительный директор исследовательского центра ЭНЕРПО Максим ТИТОВ. - По оценкам ООН, он составляет 10-30 млрд тонн CO2 в год к 2050 году и ограничен лишь развитием инфраструктуры транспортировки и хранения CO2».

Сейчас необходимо сформировать нормативно-правовую базу, обеспечивающую масштабное и быстрое внедрение технологии CCUS, уверен эксперт. Нужно создать с нуля промышленный сектор, имеющий огромное значение для достижения нулевых выбросов. По словам Титова, инфраструктура должна иметь трансграничный формат — как и линии электропередач, поставки газа и нефти.

Сейчас на различных этапах находятся 114 проектов CCUS. Срок их реализации определен до 2030 года. По прогнозу IEA, через восемь с небольшим лет в мире будет улавливаться 800 млн тонн CO2 в год — в 20 раз больше, чем сегодня.

Парниковые выбросы России могут составлять до 2,5 млрд тонн CO2-эквивалента в год. За счет применения CCUS  страна может сократить свои выбросы CO2 вполовину (на 1,1 млрд тонн), подсчитали в аналитическом агентстве Vygon Consulting.

Объема всех подземных хранилищ для закачки туда CO2 хватит более чем на тысячу лет. Только нефтяных и газовых месторождений хватит на более чем 300 лет. Отечественная нефтяная индустрия прямо сейчас могла бы с целью повышения нефтеотдачи захоронить 23 млрд тонн диоксида углерода (например, Западная Сибирь обладает огромным потенциалом  – прим. ИА «Девон»). Столько Россия выбросит за 10 лет.

В нефтегазохимии и металлургии также видят экономическую эффективность CCUS. Потери российских экспортеров из этих отраслей от трансграничного углеродного налога, который ЕС вводит с 2026 года, составят около $700 млн в год. Прогнозируемая цена квоты CO2 к 2030 году составит $129 за тонну. Стоимость улавливания тонны CO2 в металлургии уже сегодня составляет порядка $70, в нефтегазохимии — до $80. За девять лет с развитием технологий эти цены упадут в 1,5 раза.

ПИЛОТНЫЕ ПРОЕКТЫ В РФ?

В России уже есть проекты в этой сфере. В августе 2021 года о планах запустить первый в стране проект по улавливанию CO2 заявила «Газпром нефть». «Газпромнефть-Оренбург»  собирается улавливать углекислый газ на предприятиях и продавать его для использования в металлургии и нефтяной промышленности. Ожидается, что проект стоимостью 30 млрд рублей заработает в 2025-2027 годах. Благодаря этому будут утилизировать 1 млн тонн CO2 в год.

У «Газпром нефти» уже есть некоторый опыт в реализации CCUS. Компания разработала технологию, позволяющую улавливать и закачивать углекислый газ в нефтяные пласты на глубину более 2,5 км. С 2013 года она применяется на сербском месторождении Русанда, которое разрабатывает NIS — совместное предприятие нефтяного гиганта и правительства Сербии.

А в 2021 году «Газпром нефть» заключила соглашения с «Северсталью», «Евразом» и НЛМК о совместных проектах по утилизации CO2. К 2050 году за счет внедрения CCUS можно удержать от попадания в атмосферу 5-10 млрд тонн углекислого газа в год (до шестой части общемировых выбросов парниковых газов).

«Эта технология имеет хорошие перспективы стать новой крупной отраслью в мировой экономике, которая по своим объемам будет сопоставима с нефтяной», — заявил глава «Газпром нефти» Александр ДЮКОВ. По его словам, российские нефтяные и газовые компании могут стать лидерами на этом рынке.

О намерении запустить пилотные проекты по улавливанию, химической нейтрализации, транспортировке и хранению углекислого газа в подземных хранилищах и собственных выработанных месторождениях в феврале 2021-го заявляла «Роснефть». Впрочем, запуск этих инициатив состоится не раньше 2028 года.

В сентябре на конференции Carbon Capture Utilization & Storage (CCUS)-2021 в Москве перспективы применения технологий CCUS обсудили представители Минпромторга РФ, ВНИИНефти, «Еврохима», «Северстали», «Криогенмаша», ТАНЕКО, Axens Solutions, Schlumberger и других энергетических и промышленных компаний.