"Всевозможные сценарии были разработаны в предположении, что улавливание углерода фактически снижает значительное количество углерода. Однако это исследование показывает, что он снижает лишь небольшую часть выбросов углерода и обычно увеличивает загрязнение воздуха », – сказал Якобсон, профессор гражданской и экологической инженерии. «Даже если у вас есть 100-процентный улавливание с помощью оборудования для улавливания, это все равно хуже с точки зрения социальных затрат, чем замена угольной или газовой электростанции на ветряную электростанцию, потому что улавливание углерода никогда не снижает загрязнение воздуха и всегда требует затрат на оборудование для улавливания. Замена ископаемого топлива ветром всегда снижает загрязнение воздуха и никогда не требует затрат на оборудование для улавливания."
Якобсон, который также является старшим научным сотрудником Стэнфордского Вудского института окружающей среды, изучил общедоступные данные об угольной электростанции с улавливанием углерода и установке, которая непосредственно удаляет углерод из воздуха.
В обоих случаях электричество для улавливания углерода поступало из природного газа. Он рассчитал чистое сокращение выбросов CO2 и общую стоимость процесса улавливания углерода в каждом случае, учитывая электроэнергию, необходимую для работы оборудования для улавливания углерода, сжигание и выбросы выше по потоку, связанные с этой электроэнергией, и, в случае угольной электростанции, его выбросы выше по течению. (Выбросы в добывающей отрасли – это выбросы, в том числе в результате утечек и сгорания, при добыче и транспортировке топлива, такого как уголь или природный газ.)
Общие оценки технологий улавливания углерода, которые рассматривают только углерод, улавливаемый при производстве энергии на самом заводе по сжиганию ископаемого топлива, а не выбросы выше по технологической цепочке, говорят, что улавливание углерода может компенсировать 85-90 процентов выбросов углерода. После того, как Джейкобсон рассчитал все выбросы, связанные с этими заводами, которые могут способствовать глобальному потеплению, он преобразовал их в эквивалентное количество углекислого газа, чтобы сравнить свои данные со стандартной оценкой.
Он обнаружил, что в обоих случаях оборудование улавливало лишь 10-11 процентов производимых им выбросов, в среднем за 20 лет.
В этом исследовании также рассматривались социальные издержки улавливания углерода, включая загрязнение воздуха, потенциальные проблемы со здоровьем, экономические издержки и общий вклад в изменение климата, и был сделан вывод о том, что они всегда аналогичны или выше, чем при эксплуатации завода по производству ископаемого топлива без улавливания углерода. и выше, чем совсем не улавливать углерод из воздуха. Даже когда улавливающее оборудование питается от возобновляемой электроэнергии, Якобсон пришел к выводу, что всегда лучше использовать возобновляемую электроэнергию вместо угля или электричества природного газа или ничего не делать с точки зрения социальных затрат.
Учитывая этот анализ, Якобсон утверждал, что лучшее решение – вместо этого сосредоточиться на возобновляемых источниках энергии, таких как ветровая или солнечная, вместо ископаемого топлива.
Эффективность и выбросы при добыче
Это исследование основано на данных двух реальных установок по улавливанию углерода, работающих на природном газе. Первая – это угольная электростанция с оборудованием для улавливания углерода.
Второй завод не привязан ни к какому энергопроизводящему аналогу. Вместо этого он вытягивает существующий углекислый газ из воздуха с помощью химического процесса.
Якобсон изучил несколько сценариев, чтобы определить фактическую и возможную эффективность этих двух типов станций, в том числе то, что произошло бы, если бы технологии улавливания углерода работали с возобновляемой электроэнергией, а не с природным газом, и если бы такое же количество возобновляемой электроэнергии, необходимое для работы оборудования. вместо этого использовались для замены электричества угольной электростанции.
Хотя стандартная оценка эффективности технологий улавливания углерода составляет 85-90 процентов, ни один из этих заводов не оправдал этого ожидания. Даже без учета выбросов выше по технологической цепочке количество оборудования, связанного с угольной электростанцией, составляло всего 55 единиц.Эффективность 4% за 6 месяцев, в среднем.
Якобсон обнаружил, что с учетом выбросов выше по технологической цепочке, в среднем за 20 лет оборудование улавливало только 10-11 процентов от общих выбросов в эквиваленте углекислого газа, которые оно и угольная электростанция внесли. Завод по улавливанию воздуха также был эффективен только на 10-11 процентов, в среднем за 20 лет, с учетом того, что Jacobson учла его выбросы на верхнем уровне, а также неуловленные и исходящие выбросы, связанные с работой завода на природном газе.
В связи с высокими энергетическими потребностями оборудования для улавливания углерода, Джейкобсон пришел к выводу, что социальные затраты на уголь с улавливанием углерода, работающим на природном газе, за 20 лет примерно на 24 процента выше, чем на уголь без улавливания углерода.
Если бы природный газ на том же заводе был заменен ветроэнергетикой, социальные издержки все равно превысили бы издержки бездействия. Только когда ветер заменил сам уголь, социальные издержки снизились.
Для обоих типов заводов это говорит о том, что, даже если оборудование для улавливания углерода способно улавливать 100 процентов углерода, оно предназначено для компенсации, стоимость производства и эксплуатации оборудования плюс стоимость загрязнения воздуха, которое оно допускает или увеличивает. делает его менее эффективным, чем использование тех же ресурсов для создания станций возобновляемой энергии, напрямую заменяющих уголь или газ.
«Улавливание углерода не только плохо работает на существующих станциях, но и не может быть лучше, чем замена угля или газа ветром или солнечной энергией», – сказал Якобсон. "Последний всегда будет лучше, несмотря ни на что, с точки зрения социальных издержек.
Нельзя просто игнорировать затраты на здравоохранение или климатические издержки."
В этом исследовании не учитывалось, что происходит с углекислым газом после его улавливания, но Якобсон предполагает, что большинство современных применений, предназначенных для промышленного использования, приводят к дополнительной утечке углекислого газа обратно в воздух.
Сосредоточение на возобновляемых источниках энергии
Люди предполагают, что улавливание углерода может быть полезным в будущем, даже после того, как мы прекратим сжигать ископаемое топливо, для снижения уровня углерода в атмосфере. Даже если предположить, что эти технологии работают на возобновляемых источниках энергии, Джейкобсон утверждает, что более разумные инвестиции заключаются в вариантах, которые в настоящее время не связаны с отраслью ископаемого топлива, таких как лесовозобновление – естественная версия улавливания воздуха – и другие формы решений по изменению климата, направленные на устранение другие источники выбросов и загрязнения. К ним относятся сокращение сжигания биомассы и сокращение выбросов галогенов, закиси азота и метана.
«В теоретическом моделировании много полагается на улавливание углерода, и, если сосредоточить внимание на этом, как на возможности, это отвлекает ресурсы от реальных решений», – сказал Якобсон. "Это вселяет в людей надежду, что вы сможете сохранить жизнь электростанциям, работающим на ископаемом топливе.
Это задерживает действие. Фактически, улавливание углерода и прямое улавливание воздуха – всегда альтернативные издержки."