В Томске создадут первую в РФ установку для прямого захвата углерода
28 Сентября 2021

Минобрнауки РФ утвердил проект по созданию карбонового полигона в Томской области. Проект предполагает не только ведение мониторинга эмиссии климатически активных газов, но и разработку технологий их улавливания, хранения и нейтрализации. Одним из инструментов, который позволит существенно снизить углеродный след промышленности, станет первая в РФ установка прямого захвата углерода, её разработкой займутся Томский государственный университет и Инжиниринговый химико-технологический центр (ИХТЦ). Реализовывать масштабный климатический проект в целом будет большая междисциплинарная команда, объединившая участников Большого университета Томска – ТГУ, Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, ИМКЭС СО РАН, Институт химии нефти СО РАН и СибНИИСХиТ.

Карбоновый полигон является одним из приоритетов деятельности консорциума «Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни», инициированного ТГУ. Ряд соглашений между его участниками был подписан в рамках экспертного форума U-NOVUS 2021.

– Карбоновый полигон Томской области станет частью сети полигонов, создаваемой по поручения президента РФ Владимира Путина. Данная сеть будет решать две важнейшие задачи – климатическую и экономическую, – объясняет директор САЕ «TSSW: Сибирский институт будущего» ТГУ Людмила Борило. – Первая связана с декарбонизацией, то есть снижением эмиссии углерода – одной из основных составляющих парниковых газов. Согласно прогнозам экспертов, если человечество не предпримет активных мер по уменьшению выбросов карбона, к 2100 году средняя температура на планете вырастет на 3,5–5,2 градуса, что грозит экологическими, социальными и экономическими катастрофами. Трансформация климата даёт знать о себе уже сейчас, она провоцирует нежелательные изменения окружающей среды и погодные катаклизмы. Причём, с каждым годом этот тренд нарастает.

Томский карбоновый полигон расположится в пойме одной из крупнейших рек планеты – Оби. Он станет масштабной площадкой для изучения цикла углерода. Исследователи будут вести мониторинг карбона в атмосфере, воде, почве. Для этого предполагается использовать новые подходы, например, систему дистанционного мониторинга на основе авиа и беспилотных платформ. Здесь же планируется создание карбоновой фермы для разработки и апробации технологий поглощения углерода, его последующей нейтрализации либо переработки.

СН Воробьев.jpg

– Сейчас в мире развиваются два типа секвестрационных технологий – биологические и химические, – говорит Людмила Борило. – Биологические подходы основаны на способности растений и почв улавливать и поглощать углерод. Разработкой методик повышения улавливающей способности растений будут заниматься Биологический институт и Сибирский ботанический сад ТГУ. У них уже накоплен большой задел в таких областях, как изучение фотосинтеза, разработка методов его активации, создание технологий восстановления лесов. Другая группа учёных будет развивать технологии раннего предупреждения пожаров, которые являются источником массивных выбросов углекислого газа.

Второй тип инструментов для контроля углеродного баланса – химические технологии, в первую очередь, новые сорбционные материалы. Томские учёные предложат свои эффективные решения в этой области.

Самым новым инструментом для секвестрации углерода являются установки прямого захвата, которые пока существуют за рубежом в единичных экземплярах. Над их созданием сейчас активно работают учёные США и ЕС. Так, немецкие исследователи создают установку для улавливания углекислого газа и последующего его превращения в твёрдый гранулированный порошок чистого углерода. Это позволит очищать атмосферу от парникового газа, а промышленность получит сырьё для высокотехнологичных предприятий.

В России подобных проектов пока нет. Разработкой первой российской установки будут заниматься учёные ТГУ совместно со специалистами Инжинирингового химико-технологического центра. ИХТЦ имеет немалый опыт в создании технологий переработки промышленных отходов в полноценное сырьё.

ichtc_.jpg

Второй важнейшей задачей, которую будет решать сеть карбоновых полигонов России, является обеспечение защищённости российской экономики на мировом рынке. Следствием введения Евросоюзом углеродного налога на промышленные области, имеющих лимиты по выбросам парниковых газов (металлургия, нефть и другие), для России могут стать миллиардные выплаты. Продукция с углеродным следом, будь то металл, нефть или пшеница, окажется вне экспорта.

Для решения этой проблемы нужны, с одной стороны, эффективные секвестрационные технологии, которые снизят объёмы выбросов, с другой – данные собственного мониторинга, проведённого по международным стандартам и позволяющего доказать высокую способность российских экосистем (лесов, болот) к поглощению углерода.

Кайбасово.jpg

– В настоящее время расчёты мирового сообщества ведутся не в пользу России, – отмечает директор «Сибирского института будущего». – Так, по данным ЕС, немецкие леса поглощают в десять раз больше карбона, нежели российские. По факту это неверно, но в сегодняшних условиях это нужно обосновывать. Наличие сети мониторинговых площадок, охватывающих все экосистемы страны, позволит предъявить необходимую аргументацию, основанную на больших данных, и доказать, что Россия с её огромными природными ресурсами оказывает экосистемные услуги всей планете. Это должно учитываться при распределении квот на выбросы углерода, производимом в рамках Парижского соглашения.

Как отмечают разработчики проекта «Карбоновый полигон Томской области», одной из его весомых составляющих станет образовательная компонента. Участники проекта будут готовить высококвалифицированных специалистов для проведения мониторинга, создания новых технологий секвестрации углерода, реализации с их помощью различных климатических проектов.

Добавим, что в Год науки и технологий согласно поручению президента в России должно быть создано 80 карбоновых полигонов, ведущих изучение и мониторинг цикла углерода на территориях с разными экосистемами – лесом, степями, тундрой, водоемами и другими. Это позволит оценить реальный углеродный баланс России, разрабатывать и реализовывать проекты для снижения углеродного следа.

Одним из приоритетных направлений, активно развиваемых в Томском госуниверситете и включенных в заявку на участие в программе «Приоритет 2030», является изучение глобальных изменений Земли: климата, экологии, качества жизни. Учёными вуза сделан большой задел в исследовании таяния вечной мерзлоты и изменении ландшафтов Сибири и Арктики, анализе эмиссии парниковых газов, их транспорте в мировой океан, изучении трансформации привычного уклада коренного населения Арктики, обусловленного глобальным потеплением. Результаты этих исследований помогут разработать механизмы адаптации к трансформации климата и окружающей среды.