В последнее время все больше внимания уделяется климатическим инициативам, направленным на минерализацию углерода в почве и морской среде. Можно ли считать это новым направлением в сфере климатических проектов, или же хорошо забытым подходом, получившим вторую жизнь?
Климатический проект по минерализации углерода относится к перспективному типу проектов по поглощению / удалению углерода (Carbon Dioxide Removal, CDR) и является одним из способов улавливания, утилизации и хранения углерода (Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS). Суть минерализации заключается в том, что диоксид углерода (CO₂) реагирует с другими минералами и принимает новую устойчивую форму, которая химически стабильна и может сохранять связанный углерод тысячи и даже миллионы лет. К ним относятся: минерализация в CaCO₃ (кальцит), MgCO₃ (магнезит), CaMg(CO₂)₂ (доломит) и другие. Различают два типа минерализации: подземная (belowground) и поверхностная (aboveground).
Классификация методов минерализации углерода
|
Подземная минерализация (belowground) |
Поверхностная минерализация (aboveground) |
|||
|
Подземный метод (in-situ) |
Полностью поверхностная минерализация |
Поверхностная минерализация с вовлечением неглубоких слоев почвы, береговых линий и океана (surficial) |
||
|
Поверхностная минерализация |
Усиленное выветривание (ERW) |
Микробная минерализация (microbial) |
||
Источник: https://lot21.org/discover/solutions/understanding/carbon-mineralization и https://www.cdr.fyi
Подземная минерализация (belowground), представленная только методом in-situ, представляет собой закачку CO₂, где углекислый газ реагирует с содержащимися в подземных слоях почвы элементами (Ca, Mg и др.), образуя устойчивые карбонатные минералы (СaCO₃, MgCO₃ и др.).
Поверхностная минерализация (aboveground) включает в себя более широкий перечень методов, которые предполагают либо полностью надземную реализацию проектов (ex-situ), либо вовлечение неглубоких слоев почвы, береговых линий и океанов (surficial).
Минерализация ex-situ происходит на поверхности, в специальных реакторах или промышленных установках. Углекислый газ (СО₂) взаимодействует с измельченными минералами, отходами промышленности или специально подготовленным сырьем (например, хвостами шахт, промышленными побочными продуктами или породами) под высоким давлением и высокой температурой. В результате производятся карбонатные минералы, которые используются при производстве бетона с низким содержанием углерода. К стартапам, которые реализуют такие климатические проекты, относятся CarbonCure O.C.O. Technology, Neustark.
Поверхностная минерализация с вовлечением неглубоких слоев почвы, береговых линий и океана (surficial) на данный момент имеет несколько производных форм. Наиболее распространенным методом минерализации является усиленное выветривание (Enhanced Rock Weathering, ERW), который уже выделяют в отдельную категорию климатических проектов. При этом усиленное выветривание отличается от обычной поверхностной минерализации (surficial) по масштабу, месту реализации и механизму: оно более масштабируемо, предполагает вовлечение в процесс береговых линий и океана, а также в первую очередь приводит к образованию гидрокарбонатов (HCO₃) и только в конце своего пути в океане преобразуются в устойчивые карбонатные минералы (например, СaCO₃).
Еще один метод поверхностной минерализации (surficial), который пока является экспериментальным, — микробная минерализация (microbial). На данный момент известно о двух стартапах, которые выпускают углеродные единицы в результате применения этого метода: Andes и Groundwork BioAg Ltd. Микробная минерализация предполагает образование устойчивых карбонатных минералов через связывание СО₂ с участием микроорганизмов (бактерий, водорослей), которые катализируют химические реакции между CO₂ и минералами.
Если оценивать данные типы проектов с точки зрения долгосрочности хранения углерода, масштабируемости и финансовой доступности, то нельзя выделить метод, который отвечает всем этим критериям одновременно. В основном технологии минерализации СО₂ либо еще достаточно дороги, либо трудно масштабируемы, либо могут иметь отрицательные экологические последствия, например, при минерализации океанических вод. Таким образом, существующие методы минерализации имеют свои преимущества и недостатки и пока не очень широко распространены, что требует кооперации представителей бизнеса, науки и власти для обеспечения гарантированного долгосрочного хранения углерода.
«Минерализация углерода и его разные подтипы имеют значительный потенциал. Однако, несмотря на понятный принцип поглощения CO₂, необходимо привлечение экспертов для минимизации потенциальных рисков и нежелательных последствий», — отметила Варвара Грязнова, cтарший специалист отдела научно-методического обеспечения
RU
