Океаны поглощают 2,4 млрд тонн CO₂ в год — к 2050‑му показатель может утроиться! Узнайте, как мангры, морские травы и технологии Captura помогают бороться с потеплением
Проект по восстановлению морских трав в Германии. Морские травы накапливают углерод из углекислого газа (CO₂), который способствует потеплению планеты. Они защищают побережья от эрозии и помогают поддерживать климат и рыбный промысел.
Океанический потенциал
Океаны поглощают 2,4 млрд тонн CO₂ в год. К 2050 году этот показатель может утроиться. Новые подходы способны удалять дополнительно 8 млрд тонн CO₂ ежегодно. Инженерные и природные решения сталкиваются с трудностями масштабирования. Сокращения финансирования в эпоху Трампа ударили по исследованиям и финансированию удаления углерода в морской среде в США. Европа и Япония разрабатывают политические рамки для поддержки удаления углерода в океане (CDR).
Океаны поглотили около четверти всего углекислого газа, выброшенного нами в атмосферу. В последнее время это около 2,4 млрд тонн в год. Но могут ли воды планеты стать ещё более мощным союзником в борьбе с глобальным потеплением? При этом важно не нанести дополнительный вред экосистемам.
По оценкам, к 2050 году новые подходы могут удалять дополнительно 8 млрд тонн углекислого газа ежегодно. Шон Фицджеральд из Центра по восстановлению климата Кембриджского университета говорит, что океан предлагает «одну из самых больших возможностей для извлечения углекислого газа из атмосферы».
Но эта зарождающаяся область должна избежать ошибок наземных проектов. Там климатическое воздействие не всегда было дополнительным. Оно также может быть обращено вспять.
«Все в морском секторе стали крайне осторожны», — говорит Софи Чу, главный океанограф и директор по измерению, проверке и отчетности (MRV) в компании Captura. Captura — дочерняя компания Калифорнийского технологического института. Она использует электрохимию для извлечения углекислого газа из морской воды.
Подходы к улавливанию углерода в морской среде делятся на две широкие категории:
- инженерные решения, такие как у Captura;
- природные решения, использующие способность к поглощению углерода у водных растений — мангров, водорослей и морских трав.
Несовершенные решения
Все эти решения сталкиваются с трудностями масштабирования. При администрации Трампа учёные, работающие над удалением углекислого газа в морской среде (mCDR) в федеральных исследовательских агентствах США, столкнулись с сокращением рабочих мест. Инвестиционный климат стал жёстче. Но отрасль продолжила работу.
В прошлом году компании и НКО создали коалицию mCDR. Цель — обмен знаниями между учеными, политиками и гражданским обществом. В январе представители конгресса и сената США внесли законопроект. Он призван стимулировать исследования и финансирование удаления углерода в морской среде.
Технология Captura
Технология Captura снижает концентрацию CO₂ в морской воде. Это позволяет ей поглощать больше газа из атмосферы.
За последний год вырос объем предварительных рыночных обязательств (AMC). Группы покупателей обязуются приобрести определённый объём низкоуглеродных технологий до того, как они станут коммерчески конкурентоспособными.
Коалиция Symbiosis, в которую входят Google, Meta, McKinsey & Co и Salesforce, сосредоточена на природных методах удаления углерода. Она сделала первый шаг в направлении «голубого углерода». Коалиция объявила конкурс проектов по мангровым лесам.
Мангры накапливают углерод быстрее, чем тропические леса. По некоторым исследованиям, этот показатель может достигать 1 000 тонн на гектар. Углерод хранится в биомассе мангров и в почве под ними. Мангры также помогают сообществам адаптироваться к изменению климата. Они защищают от штормовых нагонов и служат питомниками для рыб.
Джулия Стронг, основатель Symbiosis, говорит, что коалиция выбрала мангры как «высокоэффективный путь борьбы с климатом». Выбор основан на литературе и доказательной базе. Также важно, могут ли третьи стороны подтвердить и проверить воздействие проекта.
Но, как и в случае любых природных решений — на суше или в море — есть проблемы с постоянством. Например, развитие территорий или штормы могут уничтожить мангры. Учёные всё ещё ищут более точные способы учёта хранения углерода в морских травах и водорослях.
Стронг говорит, что Symbiosis будет оценивать потенциальные проекты на основе результатов пилотных программ. Это поможет понять, насколько эффективно происходит связывание углерода. Также коалиция будет моделировать хранение углерода с течением времени.
«Мы изучим сам дизайн проекта, чтобы понять риск обращения вспять процессов, — и как он учитывается», — добавляет Стронг.
Инженерные проекты
Опасения по поводу постоянства ниже для инженерных проектов удаления углерода, таких как проект Captura. Компания выиграла XPrize за свою технологию в 2022 году. Её технология получает финансирование от Frontier Climate. Эта организация сосредоточена на постоянном удалении углерода — более чем на 1 000 лет. Среди покупателей — Stripe, Google, Shopify, Meta и McKinsey Sustainability.
Captura использует возобновляемую электроэнергию. Она расщепляет воду на кислотный и щелочной потоки. Это удаляет и хранит углекислый газ. Более щелочная вода возвращается в море. Метод работает так: поверхностные воды и атмосфера постоянно обмениваются углекислым газом. Любое снижение концентрации CO₂ означает, что из атмосферы поглощается больше газа.
Компания провела серию пилотных проектов. Кульминация — проект на Гавайях мощностью 1 000 тонн в год. Он реализован совместно с нефтегазовой компанией Equinor. Проект проверил эффективность системы Captura, включая MRV. Это подготовка к коммерческим операциям.
Поскольку компания может точно измерить, сколько CO₂ её процесс удалил из существующих запасов океана, это устанавливает четкий лимит на заявленное удаление CO₂. Удалённый из океана CO₂ не учитывается в заявках. Он уже был там.
В идеальном мире морская вода поглотила бы столько же углекислого газа, сколько было удалено. На практике это не так. Например, поверхностные воды могут опуститься до того, как произойдет полный газообмен.
Captura использует модели естественных потоков CO₂ через поверхность океана. Эти модели разрабатывались десятилетиями. Также используются высокоточные локальные измерения, чтобы установить базовый уровень газообмена на поверхности океана. Компания применяет карты, созданные исследователями. Они показывают, какие районы океана могут быть наиболее эффективными для поглощения углекислого газа.
Frontier подписала сделку на 30 млн долларов с канадской Planetary Technologies. Покупатели заплатили более 30 млн долларов, чтобы компания удалила более 115 000 тонн углекислого газа к 2030 году.
Итоги эксперимента
Planetary (еще один победитель XPrize) использует тот же принцип газообмена, что и Captura. Но она повышает щелочность морской воды за счёт добавления щелочных минералов. Этот процесс называется повышением щелочности океана (OAE). Он имитирует естественное выветривание горных пород, которые смываются в море.
Ранее в этом году ученые из Океанографического института Вудс‑Хоул сообщили о результатах полевых испытаний у побережья Массачусетса. Цель — показать, как можно точно отслеживать проекты повышения щелочности океана.
Они растворили 65 000 литров гидроксида натрия на площади в один квадратный километр. Вместе с флуоресцентным красителем, чтобы отследить распространение в открытом океане. Результаты показали, что за четыре дня из атмосферы было удалено дополнительно 2–10 тонн углекислого газа. Моделирование предполагает, что за год этот показатель может вырасти до 48 тонн. Но это не учитывает выбросы от производства и транспортировки соединения натрия. Исследователи надеются, что результаты ускорят инновации и укрепят доверие к технологии.
CarbonRun и другие технологии
CarbonRun использует карбонат кальция для снижения кислотности речных систем. Минералы реагируют с углекислым газом, образуя карбонатные и бикарбонатные ионы. Они попадают в море и увеличивают запасы углерода в океане.
Измерения щелочности выше и ниже по течению от места дозирования дают уверенность в подходе, говорит Мэтт Айзекс, партнер венчурной фирмы Counteract. Ранее в этом году Isometric выдала CarbonRun первые углеродные кредиты за проект в южной Норвегии. Кредиты пойдут покупателям Frontier. Они заплатили компании 25,4 млн долларов за удаление более 55 000 тонн углекислого газа к 2029 году.
Бен Рубин, исполнительный директор Совета по углеродному бизнесу, отмечает, что частные инвестиции должны поддерживаться политическими рамками, разработанными правительствами. Есть обнадеживающие признаки:
- Европа продвигает систему сертификации удаления углерода и обсуждает прямое улавливание в океане.
- Япония разрабатывает рынок соответствия для удаления углерода, включая прибрежный «голубой углерод». Страна включила связывание углерода мангровыми лесами в свой последний климатический план в рамках Парижского соглашения.
Фицджеральд из Центра по восстановлению климата говорит: «Мы обязаны серьезно отнестись к этому ради будущих поколений и экосистем».
