Улавливание и хранение углерода для смягчения влияния на климат

Улавливание и хранение углерода включает в себя выделение, улавливание, транспортировку и хранение углекислого газа, образующегося при производстве, переработке и сжигании нефти, газа и угля. На схеме проекта Sleipner компании Statoil в Северном море показано отделение углекислого газа от потока добытого природного газа (слева), улавливания и обратной закачки в газопроницаемые породы, расположенные ниже дна моря (справа).

Общемировая проблема

В ближайшие десятилетия увеличение численности населения планеты и повышение уровня его благосостояния приведет к росту мировой потребности в энергии на 40–50 %.

Все серьезные прогнозы показывают, что уголь, нефть и газ еще многие годы будут оставаться важнейшими энергоносителями. Их сжигание сопровождается образованием парниковых газов. И проблема сокращения выброса этих газов в атмосферу одновременно с обеспечением мировой экономики достаточным количеством энергии уже сейчас довольно остра.

Для уменьшения выбросов требуется реализовать ряд мер: повышение энергоэффективности, улавливание и хранение углерода (УХУ), переход на новые виды топлива (например, от угля к природному газу), развитие ядерной энергетики, использование возобновляемых источников энергии…

С учетом того, что в обозримом будущем мировая экономика продолжит зависеть от ископаемых видов топлива, важнейшей из перечисленных мер становится широкомасштабное внедрения технологий УХУ.

Улавливание и хранение углерода в промышленном масштабе

УХУ заключается в улавливании углекислого газа и сохранении его в глубинных геологических формациях, откуда он не сможет попасть в атмосферу. Эта технология уже применяется в промышленных масштабах — в настоящее время Statoil запустила три крупных проекта: Sleipner, Snohvit (у побережья Норвегии) и In Salah (в Алжире). Но в них улавливается углекислый газ, выделяющийся из земных недр при добыче полезных ископаемых, а не образующийся при сжигании топлива. Серьезные проекты по выделению диоксида углерода из топочных газов сегодня еще не реализованы. Стоимость создания промышленных установок по улавливанию углекислого газа пока еще остается очень высокой, и для того, чтобы эта технология стала играть заметную роль в улучшении эко-логической обстановки, необходимы дальнейшие исследования.

Политические лидеры проявляют все больший интерес к технологии УХУ. Новый пакет документов по изменению климата, принятый Евросоюзом, включает директиву о хранении углекислого газа, а также поправки в систему торговли квотами на выбросы в рамках ЕС, призванные стимулировать внедрение УХУ. Всесторонняя поддержка этой технологии входит в число мер по сокращению углеродных выбросов, принимаемых в США, Канаде, Норвегии, Великобритании и Австралии.

Сегодня на пути к превращению улавливания и хранения углеродов в один из действенных механизмов смягчения влияния на климат стоят четыре препятствия:

Стоимость технологии улавливания. В настоящее время она превышает расходы на оплату выбросов углекислого газа.
Отсутствие прочной законодательной базы.
Недостаточная осведомленность общества.
Нерешенные вопросы по инфраструктуре УХУ.
Стоимость выбросов углекислого газа.

Чтобы реализовать весь потенциал УХУ, необходимо сделать так, чтобы внедрение и использование этой технологии было, по крайней мере, не дороже длительного выброса углекислого газа в атмосферу. Иными словами, технология должна стать экономически целесообразной. Высокие расходы на улавливание углекислого газа, образующегося в процессе сжигания топлива, объясняются необходимостью сбора и хранения больших объемов топочного газа и его последующего нагревания для выделения СО2.

При этом общепринятых расценок на углеродные выбросы не существует.

В развивающихся странах, где потребность в энергии возрастает очень быстро, распространение технологии УХУ невозможно без финансовой и технической поддержки извне.

Обзор вариантов геологического хранения

Особый интерес в этом смысле представляет проект In Salah в Алжире, поскольку он реализован в развивающейся стране, где нет ограничений на объем выбросов парниковых газов. Соответствующий механизм финансирования мог бы способствовать увеличению количества подобных проектов.

Как уже было сказано выше, на сегодняшний день не реализовано ни одного крупномасштабного проекта по выделению углекислого газа на электростанциях, промышленных предприятиях. Таким образом, нет опыта определения размеров затрат, а разброс оценок, основанных на кабинетных исследованиях, составляет сотни процентов — в зависимости от страны, компании, места, а также от того, предполагается ли модернизация системы или создание ее с нуля. Базы данных по данному виду расходов на улавливание не существует. Кроме этого, обмен информацией о капитальных затратах между предприятиями — участниками энергетического рынка ограничен.

До момента, когда расходы на меры по смягчению влияния на климат не снизятся, а стоимость квот на выбросы не поднимется до значимого уровня, реализация проектов по УХУ требует государственной поддержки.

На плавильном заводе в г. Монгстад, Норвегия, Statoil планирует установить систему улавливания углекислого газа на станции по комбинированному производству электроэнергии и тепла, а также на различных точках выброса топочных газов из плавильни. Это требует преодоления ряда технологических сложностей. Поэтому Statoil при участии норвежских властей и промышленных партнеров создала в Монгстаде Европейский испытательный центр по углекислому газу. В этом Центре будут опробованы две технологии улавливания, рассмотрены возможности повышения их производительности и снижения стоимости.

Правовые аспекты

В ЕС, США, Канаде и Австралии ведется активная работа по созданию правовой базы УХУ. Однако ряд важных вопросов остается нерешенным: законодательство о переходе долгосрочной ответственности за хранилища от коммерческих операторов к государству, получение разрешений на использование земельных участков, а также регулирование вопросов безопасности окружающей среды, охраны жизни и здоровья.

Одним из последних достижений можно считать изменение Лондонской конвенции и Международного соглашения Осло–Париж и включение в них положений о хранении углекислого газа в геологических породах, расположенных под дном океана, а также положений о допустимости перемещения углекислого газа через границы стран. В этой области правительствами проделан большой объем работы. Тем не менее одной из причин медленного принятия изменений являются процедуры реализации положений этих двух международных соглашений.

Но даже при наличии правовой базы успех проектов зависит от поддержки со стороны общественности. Промышленные предприятия и правительства должны активно содействовать распространению информации, повышению осведомленности и всеобщему признанию преимуществ технологии УХУ как средства смягчения влияния на климат.

Инфраструктура УХУ

Для полномасштабного внедрения УХУ необходимо наличие инфраструктуры, в частности, сети путей сообщения и мест хранения. При наличии множественных источников уловленного углекислого газа необходимо предусмотреть соответствующую систему сбора для последующей транспортировки к местам хранения. Ее разработка и создание должны проводиться одновременно с крупномасштабным строительством очистных установок. Существует насущная необходимость в организации многочисленных мест хранения.

Statoil более 13 лет занимается вопросами сохранения углекислого газа в геологических породах в рамках разработки месторождения Sleipner в Северном море. В данном случае попаданию углекислого газа в атмосферу препятствует 800 метровая толща скальной породы над местом хранения. К концу 2008 г. в этом хранилище находилось одиннадцать миллионов тонн углекислого газа. Statoil с готовностью делится данными мониторинга проекта Sleipner, которые были получены и проанализированы в рамках различных исследований, частично финансировавшихся ЕС. Сейсмические испытания, проведенные в июне 2008 г., показали, что поведение газового контура соот-ветствует прогнозу.

Несмотря на наличие некоторых нерешенных вопросов, мы уверены, что УХУ является одним из основных средств смягчения влияния выбросов углекислого газа на климат. Нам нужна помощь представителей промышленности, правительств, исследовательских и экологических общественных организаций для дальнейшего продвижения в этом направлении. Изменение климата — основная проблема современности, и она нуждается в скорейшем решении.

Автор

Хельга Лунд

Президент и генеральный директор Statoil

Правила использования статей