Норвежская круизная компания Hurtigruten Norway из Осло в честь своего 130-летия представила концепцию экологически чистого круизного судна будущего — Sea Zero. Проект должен воплотиться в жизнь к 2030 году и в дальнейшем такими судами будет заменён весь круизный флот компании. Приводить в движение судно будут электрические двигатели и выдвижные паруса, а питать их будут аккумуляторы и солнечные панели на парусах.

Источник изображений: Hurtigruten Norway

Судно Sea Zero аккумулирует в себе все передовые разработки в области хранения и использования электрической энергии, некоторые из которых ещё даже не вышли из лабораторий. Поэтому в следующие два года компания будет исследовать возможности и прорабатывать проект. Например, будет много сделано для изменения проектов пассажирских кают, ведь пассажиры — главные потребители электричества во время путешествия. Кондиционеры, вентиляция, обогрев, развлечения и многое другое — всё это потребует переосмысления для большей экономии энергии. Пассажирам, кстати, самим предложат следить за расходом ресурсов через приложение, что поможет снизить общее потребление.

На сегодня предполагается, что длина судна Sea Zero составит 135 м. На судне будет 270 кают для перевозки 500 пассажиров. Экипаж судна — 99 человек и один искусственный интеллект. ИИ будет управлять как судном в процессе навигации, так и его бортовым оборудованием. Рубка управления больше напоминает кабину современного авиалайнера, а не обычного корабля.

На борту Sea Zero будет аккумулятор ёмкостью не менее 60 МВт·ч. Зарядка будет проходить у пристани. Для подзарядки во время движения по воде предусмотрены солнечные панели на выдвижных парусах. Площадь панелей будет достигать 1 500 м² (площадь парусов — 750 м²). Судно также сможет двигаться на парусах, если это позволит ветер.

Круизные путешествия по морю и рекам остались востребованы даже во время пандемии COVID-19. В текущем году планируются круизы на 301 судне, которые перевезут до 31 млн пассажиров. Все современные суда оборудованы дизельными двигателями и оставляют после себя чудовищный углеродный след. Путешествия на судах типа Sea Zero будет минимально воздействовать на окружающую среду, что особенно важно для поездок по замкнутым водоёмам и рекам. Когда-нибудь так обязательно будет. Осталось этого дождаться.

Грядущие экологические нормы и климатические цели грозят приземлить всю коммерческую авиацию, если до 2050 года не появятся самолёты с нулевым выбросом или с серьёзной экономией топлива. Компания Bombardier намерена решить эти проблемы созданием самолёта Ecojet по типу «смешанное крыло». Благодаря новым обводам воздушное судно будет экономить до 50 % топлива. Масштабные модели Ecojet уже поднялись в воздух.

Рендер Ecojet. Источник изображения: Bombardier

Есть мнение, что увлечение авиаконструкторов схемой «летающее крыло» или его разновидностью «смешанное крыло» объясняется ориентированием на водородное топливо в будущем авиации. В подобных схемах объём фюзеляжа уменьшается, а полезное пространство для груза, экипажа или оборудования появляется в утолщённых крыльях, в которые фюзеляж как бы плавно перетекает.

Масштабная модель Ecojet

Газообразный и сжиженный водород, а также оборудование для его использования в качестве топлива занимают сегодня очень много места, и дополнительное пространство всему этом хозяйству явно потребуется. Поэтому проекты со «смешанным» и «летающим» крылом сегодня можно найти у всех ведущих компаний, конструирующих и производящих самолёты. Британская компания Bombardier не стала исключением и разрабатывает собственный проект перспективного экологически чистого самолёта.

До прошлого года Bombardier проводила лётные испытания прототипа Ecojet, изготовленного в масштабе примерно 7 % от финального размера. В конце 2022 года в небо поднялась модель вдвое большего размера, и она демонстрирует все заложенные в неё конструкторами характеристики. Пронаблюдать воочию за полётами модели можно на видео выше. Других подробностей о проекте компания не распространяет.

Портал «Глобальная энергия» со ссылкой на аналитиков Ember сообщил, что по итогам 2022 года выбросы парниковых газов в энергетике достигли нового исторического максимума — 12,43 млн т эквивалента CO₂. К счастью, эксперты отмечают снижение удельной углеродоёмкости генерации — это означает, что энергетика понемногу «зеленеет».

Источник изображения: НИТУ МИСИС

В период с 2021 по 2022 год выбросы парниковых газов в энергетике выросли на 1,3 %. За тот же период удельная углеродоёмкость генерации снизилась на 1,1 % или до 436 г эквивалента CO₂ на каждый кВт•ч выработки. Подобную картину специалисты наблюдают в течение последних 20 лет. Один параметр растёт (к сожалению, довольно быстро), а другой — снижается. Так, с 2000 года по 2022 год выбросы парниковых газов в мире выросли на 78 %. На этом фоне за тот же период средний объём выбросов при выработке 1 кВт•ч электроэнергии снизился на 6 % или с 466 до 436 г CO₂-эквивалента.

За указанный период прирост потребления электроэнергии в мире вырос на 90 %, что и стало причиной увеличения выбросов, ведь главный упор был на быстрое получение электричества, что возможно только в случае использования дешёвого ископаемого топлива. Особенно проявил себя Азиатско-Тихоокеанский регион, где бурный рост экономик породил волну строительства, прежде всего, угольных электростанций. Так, только на долю Китая и Индии в период с 2000 по 2022 годы пришлось 81 % общемирового ввода мощностей угольных электростанций (1221 из 1500 ГВт).

Сегодня в Азиатско-Тихоокеанском регионе ежегодная потребность в электричестве достигает внушительных 13 546 ТВт•ч. Это сопоставимо с приростом потребления электроэнергии во всём мире за последние 20 лет.

США тоже не отставали в вопросе наращивания генерации от ископаемых источников, но в основном строили электростанции на газе. Потребление электричества в США с 2000 по 2022 годы выросло на 13 % (до 4338 ТВт•ч). За это время в стране ввели в эксплуатацию мощности объёмом 179 ГВт, что составило 19% от мирового объёма. В Китае, для сравнения, за то же время ввели в строй 107 ГВт мощностей или 11 % от общемирового объёма. Тем самым выбросы парниковых газов в США выросли к 2022 году с 301 млн т CO₂-эквивалента в 2000 году до 828 млн т в 2022 году.

Снижение углеродоёмкости, которое шло параллельным курсом, произошло за счёт введения чистой энергетики от ветряков и солнечных ферм до гидроэлектростанций и генерации с помощью других чистых или возобновляемых ресурсов. В 2000 году на ветровые и солнечные фермы приходилось 0,2 % глобальной выработки электроэнергии, в 2022 году — уже 12 %. В целом доля низкоуглеродных источников за это время выросла с 35,8 % до 39,1 %, а доля генерации на ископаемом топливе упала с 64,2 % до 60,9 %.

Из представленной отчётности можно заключить, что мир медленно и неуверенно идёт к цели стать углеродонейтральным к 2050 году или около того. В этой связи специалисты начинают бить тревогу — мы не успеваем решить проблему, и это станет катастрофой для следующих поколений.

«Мировое сообщество не имеет реальных возможностей для ограничения роста температуры в пределах 2,0 °С и тем более 1,5 °С; эти возможности не станут доступными, если рост населения мира не будет приостановлен в течение жизни текущего или следующего поколения», — утверждает Александр Клименко, соавтор исследования, академик РАН, профессор, д.т.н., ведущий эксперт центра компетенций НИТУ МИСИС. Но это уже другая, хотя и довольно пугающая история.

Нейтральности в сфере углеродных выбросов компания TSMC стремится достичь только к 2050 году, при этом уже к концу текущего десятилетия энергопотребление её предприятий в совокупности утроится до уровня, соответствующего потребностям 5,8 млн человек. Активисты настаивают, что на возобновляемые источники энергии компания должна перейти к 2030 году.

Источник изображения: AFP

Группа неправительственных организаций, как сообщает South China Morning Post, выступила с обращением к руководству TSMC, призвав крупнейшего в мире контрактного производителя полупроводниковых компонентов решительнее переходить на использование возобновляемых источников энергии и сокращение углеродного следа. Перейти к углеродной нейтральности компании, по мнению экозащитников, следует завершить на двадцать лет раньше цели, уже к 2030 году.

Согласно прогнозам, мировая полупроводниковая промышленность к 2030 году будет потреблять не менее 286 ТВт·ч электроэнергии, более чем в два раза больше относительно 2021 года, а по уровню выбросов в эквиваленте углекислого газа к тому времени в два раза обойдёт Португалию с её 40,8 млн тонн по состоянию на 2021 год. Непосредственно TSMC в 2021 году только 9 % всей энергии получала из возобновляемых источников, и к концу десятилетия компания будет потреблять столько электричества, что хватило бы на обеспечение нужд четверти населения Тайваня. В принципе, в последние годы периоды засухи и аномальной жары на острове уже обнажали проблемы отрасли в виде нехватки водных ресурсов и электричества.

TSMC заявила, что уделяет особое внимание переходу на возобновляемые источники энергии, ещё в 2020 году утвердив программу перехода к углеродной нейтральности к 2050 году. Компания заключила крупнейшее в мире соглашение с датской энергетической компанией Orsted на приобретение 920 МВт·ч электроэнергии, полученной из возобновляемых источников, на протяжении следующих двадцати лет. С тайваньской Ark Power у неё заключено соглашение на покупку 20 000 ГВт·ч электроэнергии из возобновляемых источников сроком на двадцать лет. Пока компания не собирается приближать переход к углеродной нейтральности, рассчитывая осуществить его лишь в 2050 году.

Созданный учёными из Калтеха стартап Captura собирается построить в порту Лос-Анджелеса опытный комплекс по прямому улавливанию углекислого газа из океанской воды. Пилотный проект позволит оценить все плюсы и минусы технологии, а также даст время решить, что делать с добытым таким образом CO₂. Экологи опасаются, что всё это поддерживается добывающими углеводороды компаниями только для отвода глаз.

Проект станции по извлечению CO₂ из океанской воды. Источник изображения: Caltech

Власти США назвали технологии улавливания углекислого газа одними из перспективных для борьбы с углеродным следом. На эти цели на ближайшие годы будут выделены миллиарды долларов. Большие и маленькие компании разрабатывают уникальные проекты и строят установки. Правда, часто уловленный такими установками CO₂ приходится выпускать обратно в воздух, объясняя это отладкой процессов. Как и каким образом утилизировать уловленный углекислый газ или превращать его в продукцию или химическое сырьё — на это пока однозначного ответа нет.

Стартап Captura, который публично заявил о себе в этом году, был основан два года назад и сумел в 2022 году выиграть денежный приз на конкурсе XPrize, учреждённом Илоном Маском для ряда инновационных областей, куда также входит тема борьбы с потеплением климата. Стартап смог запустить свой первый пилотный проект в августе прошлого года в Ньюпорт-Бич, Калифорния. Мощность установки позволяла извлекать из морской воды до 1 т CO₂ в год. Установка в государственно-частном исследовательском центре AltaSea в порту Лос-Анджелеса, которую вскоре начнут создавать, сможет извлекать из морской воды уже до 100 т CO₂ в год.

Установка по прямой добыче CO₂ из морской воды (мощность — 100 т CO₂ в год). Источник изображения: Captura

Новые заявленные объёмы извлечения углекислого газа из океанской воды тоже небольшие — это выбросы всего 22 автомобилей в течение года. Новая установка призвана выявить все положительные стороны проекта, а также все его недостатки, что более важно учесть перед созданием более масштабных объектов. Например, остаётся открытым вопрос качества фильтрации морской воды — технология запросто может убить планктон, а это кормовая база морских обитателей. Также планктон сам поглощает CO₂.

В процессе работы установка Captura будет забирать определённый объём морской воды и небольшую часть из этого объёма — менее 1 % — подвергнет процедуре электродиализа. Это ещё сильнее закислит воду, в процессе чего будет выделена условно кислота и базовый бессолевой раствор. Кислота добавляется в основную массу закачанной воды, где с её участием начинают происходить химические реакции с активным выделением CO₂. Углекислый газ улавливается, а освобождённая от него вода с добавленным бессолевым раствором возвращается обратно в океан.

Основная идея в этом проекте — это позволить Земле с помощью океанов самоочищаться от избытка CO₂. Океанские воды легко поглощают избытки углекислого газа из воздуха и ежегодно освобождают атмосферу на 6 млрд т CO₂ или около того. Улавливая CO₂ из морской воды мы очищаем этот природный фильтр и позволяем ему работать лучше. Также мы снижаем кислотность океанских вод, что положительно действует на множество морских экосистем от моллюсков до коралловых рифов.

Надо отметить, что одним из главных спонсоров Captura в новом проекте является крупнейшая в США добывающая компания Southern California Gas. Другими инвесторами стартапа называются нефтегазовые гиганты Aramco и Equinor. Всё это даёт повод подозревать добывающие компании в желании создать видимость борьбы с выбросами парниковых газов вместо того, чтобы сократить или вовсе прекратить добычу ископаемых, в чём уверены многие экологи.

И все же множество компаний, особенно крупных технологических, обращаются к разработкам, направленным на прямую фильтрацию CO₂ из воздуха и воды, чтобы компенсировать часть своих выбросов. Так, Captura заключила контракт с группой Frontier, созданной компаниями Stripe, Alphabet, Meta✴, Shopify и McKinsey. Эта группа и инициатива намерены облегчить другим компаниям компенсацию выбросов с помощью новых технологий удаления углерода. Через Frontier компания Captura намерена продавать углеродные кредиты, которые представляют собой тонны CO₂, извлеченные из океана. Кредиты, скорее всего, будут получены от ещё одного экспериментального завода, который стартап планирует построить в следующем году. Это не первый такой проект и, очевидно, не последний. Не исключено, что что-то из этого даст ощутимый результат.

Специалисты с цифрами в руках доказали преимущество аккумуляторных электромобилей над бензиновыми авто. Однако связанные с эксплуатацией электромобилей выбросы парниковых газов сильно зависят от происхождения электричества для зарядки батарей, и в этом кроется подвох. В полученных для США данных электромобили оказываются экологически безупречными далеко не во всех штатах, и это касается всех стран мира.

Источник изображения: Pixabay

Согласно информации некоммерческой организации Union of Concerned Scientists и данным Института ядерной энергии США, аналитическая компания Sivak Applied Research произвела расчёт углеродных выбросов от использования электромобилей в отдельных штатах в зависимости от объёмов использования восьми основных типов электрогенерации.

Источник изображений: Sivak Applied Research

Нетрудно догадаться, что уголь и нефть являются источниками энергии, приводящими к наибольшим выбросам, а гидроэнергия, ветер и атомная энергия являются источниками энергии, приводящими к наименьшим выбросам. В двух крайних случаях уголь и нефть приводят к выбросам, примерно в 176 раз превышающим выбросы от гидроэнергетики, относительно которой строятся все расчёты (она принята за единицу).

Например, в Род-Айленде доминирующим источником выработки электроэнергии является природный газ (90,9 %), в Западной Вирджинии — уголь (90,8 %), в Вашингтоне — гидроэнергия (64,6 %), а в Нью-Гэмпшире — атомная энергия (56,5 %). Выше в таблице приведены данные о пяти штатах, где электромобили используют наиболее грязную электроэнергию, и пяти других, где электричество для электромобилей создаёт наименьший углеродный след. Все цифры приведены к гидроэнергетике, которая принята за 100 %. Как видим, в Западной Вирджинии в среднем эксплуатация электромобилей в 66 раз вреднее, чем в Вермонте.

Выше в таблице приведены данные по доле той или иной генерации в выработке электричества в каждом из этих двух штатах. Электромобили не везде одинаково полезны, что требуется учитывать в программах по снижению углеродного следа. Вероятно, этим можно управлять, например, заряжая электромобили в определённое время суток, что будет отличаться от штата к штату. Но для этого необходима разработка внятных программ и алгоритмов, а также работа с населением.

Ещё раз подчеркнём, похожая ситуация складывается не только в США, но и в других регионах мира, что требует комплексного подхода к смягчению проблемы. Иначе облегчив экологическую ситуацию на транспорте в одном месте, мы навредим в другом.

На этой неделе компания Tesla опубликовала свой отчет о воздействии на окружающую среду за 2022 год, который дает четкое представление об углеродном следе компании по производству электромобилей. Впервые Tesla раскрыла данные о воздействии на выбросы от своих цепочек поставок, что делает ее общий углеродный след намного больше, чем сообщалось в прошлом.

В прошлом году компания раскрыла только информацию о том, сколько парниковых газов было выброшено в атмосферу в результате ее непосредственной деятельности и зарядки электромобилей клиентами. В общей сложности они эквивалентны 2,5 миллионам тонн углекислого газа (CO₂). Но это не даёт полной картины, поскольку климатическое воздействие цепочек поставок — считающееся косвенными выбросами — составляют бóльшую часть углеродного следа компании.

В этом году Tesla, наконец, опубликовала данные о выбросах цепочек поставок за 2022 год, что эквивалентно примерно 30,7 миллионам тонн углекислого газа. Что называется, почувствуйте разницу. Эта информация особенно актуальна тем, что в США разгорается борьба между компаниями и Комиссией по ценным бумагам и биржам (CES) по поводу того, какой объём выбросов должен быть отражён в отчетности согласно законодательству.

Углеродный след компании обычно делится на три основные группы или «сферы деятельности». Первая «сфера» включает прямые выбросы от собственных заводов, офисов и транспортных средств. Вторая включает выбросы от использования электроэнергии, отопления и охлаждения. И, наконец, последняя включает в себя все остальные косвенные выбросы от цепочек поставок и жизненного цикла продукции, производимой компанией. В третьей «сфере» существует 15 различных категорий выбросов, на которые их можно классифицировать.

Это обычная практика, когда компании сообщают только о своих выбросах в рамках 1 и 2 сфер деятельности, поэтому углеродный след компании может казаться гораздо меньше, чем есть на самом деле. Например, выбросы компании Tesla в 1 и 2 сферах составили всего 610 000 тонн CO₂ в 2022 году. Это ничтожно мало по сравнению с косвенными выбросами компании в сфере 3.

Конечно, углеродный след, например, Ford гораздо больше, чем у Tesla — более 337 миллионов тонн CO₂ в 2022 году (почти все выбросы относятся к 3-й «сфере»). Это потому, что Ford продал в прошлом году в три раза больше автомобилей, чем Tesla, а также потому, что большинство автомобилей Ford используют двигатели внутреннего сгорания. То, что Tesla производит электромобили, не означает, что её воздействие на окружающую среду незначительно.

Компания HONOR опубликовала свой первый ESG-отчёт, посвящённый решению экологических, социальных и управленческих вопросов (Environmental, Social and Governance, ESG). Компания планирует сократить выбросы углерода на 88 % и перейти на 100-процентное использование возобновляемых источников энергии в рамках перехода к углеродной нейтральности к 2045 году, что соответствует цели Китая по достижению углеродной нейтральности к 2060 году.

Источник изображений: HONOR

«Мы рады объявить о публикации первого ESG-отчёта и рассказать о достижениях на этом пути. В HONOR мы стремимся оказывать положительное влияние на мировое сообщество с помощью технологий, ориентированных на человека, — сообщил Ван Бяо (Wan Biao), председатель совета директоров HONOR, — Как социально ответственная компания, HONOR признает ценность этого, и мы надеемся постоянно вносить вклад в охрану окружающей среды».

В рамках реализации Целей устойчивого развития ООН компания HONOR добилась прогресса по 7 ключевым направлениям: охране окружающей среды, технологиям во благо, расширении прав и возможностей молодёжи, конфиденциальности и безопасности, развитию персонала, управлению цепочками поставок и ответственному корпоративному управлению. В декабре 2021 года компания HONOR стала официальным членом Глобального договора ООН. Этот ESG-отчёт разработан в соответствии с всемирно признанными стандартами GRI (Global Reporting Initiative) и системой социальной ответственности ISO 26000 Международной организации по стандартизации.

HONOR заявила, что придерживается экологичной составляющей в своей деятельности, а также выбирает ответственных партнёров. Компания внедрила концепцию экономики замкнутого цикла при разработке продукции.

HONOR сократила использование опасных веществ и материалов на 3861 т и переработала более 1785 т электронных отходов. 98 % материалов, используемых, в упаковке HONOR Magic Vs, не являются пластиковыми. Благодаря использованию интеллектуальных технологий была достигнута автоматизации 75 % производственной линии, что позволило снизить потребление энергии и ресурсов. На промежуточном этапе к достижению снижения выбросов углерода на 88 % компания планирует сократить к 2035 году объём выбросов на 36 %.

С 2021 года HONOR не использует картонную упаковку для транспортировки устройств, что позволило сократить выбросы CO₂ на 208 т. Вместо этого используется экологически чистая упаковка для продуктов. Компания также исключает токсичные вещества из устройств и оптимизирует процесс производства печатных материалов, обеспечивая экономию 74 т бумаги и соответственно сокращение выбросов CO₂ на 77 т.

Использование с 2014 года для печати рекламных материалов соевых чернил позволило снизить выбросы углекислого газа примерно на 80 т. Также были усовершенствованы внутренние стандарты использования химических веществ в соответствии с международными требованиями и исключены шесть потенциально опасных веществ (хлор, бромированные антипирены, ПВХ, бериллий и его соединения, фталаты и оксид сурьмы) из производства смартфонов, планшетов и других продуктов. Вместе с поставщиками протестированы десятки комбинаций материалов для производства кабелей питания всех смартфонов и планшетов HONOR, чтобы исключить присутствие галогенов.

HONOR также обязуется инвестировать в воспитание нового поколения молодых талантов. Учреждённая компанией в 2020 году Международная премия дизайна HONOR Talents получила более 13 000 заявок, а премия HONOR Magic Moments приняла с 2021 году более 300 000 заявок.

Крупнейший в мире контрактный производитель чипов, тайваньская компания TSMC, обязался за 20 лет потребить 20 ТВт·ч электричества, выработанного солнечными панелями. Это поможет снизить выбросы парниковых газов при производстве «кремния», уровень которых огромен. По данным за 2021 год, одна только TSMC ежегодно выбрасывала в атмосферу свыше 16 млн т парниковых газов. Новый «зелёный» проект будет реализован совместно с компанией ARK Power.

Источник изображения: Pixabay

На деле красивые и круглые цифры оказываются несколько не тем, о чём говорят представители TSMC. Из ежегодно запланированных для потребления TSMC 1000 ГВт·ч «солнечного» электричества непосредственно компания будет покупать только половину — 500 ГВт·ч. Остальные 500 ГВт·ч будут закупать поставщики TSMC. Косвенно это тоже будет «озеленять» производство и продукцию TSMC. Тем более что утверждённая ООН климатическая инициатива «Научно обоснованные цели» (SBTi) в рамках уровня Scope3 предписывает сокращать выбросы во всей цепочке поставок.

Закупать солнечную энергию TSMC и её поставщики будут на коллективной основе с разделением затрат на ремонт, модернизацию, обслуживание и прочее. Поставлять электричество будут фермы, которые ещё предстоит развернуть в следующие три года. По прогнозам компании ARK Power, проект должен привести к установке около 2 ГВт солнечных мощностей.

«Благодаря этой инновационной модели совместных закупок возобновляемой энергии мы объединяем усилия с нашими отраслевыми партнёрами для продвижения устойчивой низкоуглеродной цепочки поставок полупроводников», — сказал в своем заявлении Джей Кей Лин (J.K. Lin), вице-президент по информационным технологиям и управлению материалами компании TSMC.

Три уровня (сферы) ответственности компаний за выбросы парниковых газов

Как и другие компании, TSMC стремится сделать производство углероднонейтральным к 2050 году. Для достижения этой цели ей необходимо заставить стать углероднонейтральными множество поставщиков, что выглядит сложной задачей. Подготовка сырья, транспортировка и само изготовление микросхем — это всё очень и очень энергоёмкие производства. Заявленные 1000 ГВт·ч — это капля в море, которые, к тому же, начнут поставляться не ранее, чем через три года.

Производство цемента ежегодно вносит в атмосферу около 8 % от общего объёма углекислого газа. Это колоссальные объёмы, снизить которые надеются многие учёные во всём мире. В ход идут энергосберегающие технологии, уникальные добавки и хитрые техпроцессы, однако особенного прогресса пока нет. Возможно, это получится у учёных из Университета штата Вашингтон, которые придумали цемент, который поглощает больше CO₂, чем выбрасывается при его производстве.

Источник изображения: Pixabay

Сегодня выбросы CO₂ при производстве цемента происходят главным образом из-за высоких температур (энергозатрат) и химических реакций. Теоретически переход на возобновляемые источники энергии мог бы повысить экологическую чистоту цемента и бетона, но химические реакции всё равно остаются барьером, за который так просто не пройти.

Ранее было множество попыток снизить углеродный след химических реакций при производстве цемента. Известняк заменяли вулканическими породами, добавляли диоксид титана, пищевую соду, строительный мусор и даже глину. Более того, есть предложение использовать в качестве основы для строительных материалов картофельный крахмал. В новом исследовании, статья о котором опубликована в журнале Materials Letters, в качестве добавки предложен специальным образом обработанный древесный уголь, полученный при сжигании биологических отходов.

Древесный уголь и раньше пытались добавлять в смеси для изготовления цемента. На этот раз уголь был предварительно обработан сточными водами, что привело к нескольким положительным результатам. Во-первых, произведённый в процессе бетон оказался прочнее. Во-вторых, подготовленный для изготовления цемента древесный уголь смог поглотить из окружающего воздуха углекислый газ в объёме до 23 % от собственного веса.

Экспериментальный цемент с 30 % обработанного сточными водами древесного угля поглотил на 13 г больше CO₂, чем было выброшено при его производстве — он оказался углеродно-отрицательным. Для сравнения, обычный цемент выделяет при производстве до 900 г CO₂ на каждый килограмм. Разница очень и очень большая, что сулит интересные перспективы для нового материала.

Измерение прочностных характеристик бетона после 28 дней с момента изготовления показало, что прочность бетона на сжатие составила 27,6 МПа, что примерно соответствует прочности обычного бетона. Здания из подобного материала будут такими же прочными, как из обычного бетона, но также смогут десятилетиями поглощать CO₂ из атмосферы, а не только в процессе его изготовления.

Теперь учёные будут проверять устойчивость нового бетона к атмосферным воздействиям и другим повреждениям, чтобы уверится в его пригодности для строительства безопасных зданий и сооружений.

Молодая компания Air Company из Нью-Йорка подписала контракт стоимостью $65 млн с Министерством обороны США. В рамках соглашения Air Company направит полученные от военных средства на совершенствование фирменного процесса синтеза углеродно чистого авиационного топлива из углекислого газа. Авиаперевозки вносят значительный вклад в выбросы парниковых газов, и освободить их от этого считается важной задачей до 2050 года.

Источник изображения: www.techspot.com

В активе Air Company техпроцесс по превращению углекислого газа в топливные спирты и парафин. Это улучшенный классический процесс Фишера-Тропша. Углекислый газ для реакции компания получает из производства этанола, что намного проще, чем извлекать его в разреженном виде из атмосферы. Этанол получается в процессе переработки кукурузы, поэтому с этой стороны сырьё полностью экологически чистое и углеродно нейтральное, если это применимо к углекислому газу.

Для реакции с углекислым газом требуется водород. Этот газ получается в процессе электролиза воды с использованием солнечной или иной возобновляемой энергии. Кислород выбрасывается в атмосферу (хотя его тоже можно собирать и использовать по назначению, например, в системах искусственной вентиляции лёгких), а водород подаётся в реактор для смешивания с углекислым газом в присутствии катализатора. На выходе получается этанол, метанол, вода и парафин. Из этого сырья кроме углеродно чистого авиационного топлива можно изготавливать водку, парфюмерию и антисептики, чем компания Air Company занимается несколько последних лет.

О чём компания Air Company сожалеет, так это о запрете регуляторов использовать в качестве авиационного топлива чистых составов синтетического углеродно нейтрального топлива. Сегодня существует ограничительная норма в виде использования смесей с не более чем 50-процентным включением синтетического топлива. Но это не помешало военным испытать синтетическое топливо Air Company в чистом виде. Лётные испытания прошли летом 2022 года. В воздух был поднят и совершил перелёт на топливе SAF (устойчивое авиационное топливо) беспилотник ВВС США. Вероятно, успешные испытания стали тем катализатором, который привёл к подписанию контракта между Air Company и Министерством обороны.

Согласно планам компании Air Company, в этом году должно быть построено предприятие по массовому производству топлива SAF. Коммерческие поставки синтетического топлива начнутся в 2024 году. У компании уже есть контракты на поставку заметных объёмов топлива SAF компаниям Boom, JetBlue и Virgin Atlantic. Объёмы исчисляются десятками миллионов галлонов. Однако надо понимать, что один поставщик не решит проблему чистого авиационного топлива. В мировом масштабе проблему можно решить только сообща, если подобное топливо начнут выпускать все основные поставщики.

Команда Массачусетского технологического института (MIT) обосновала выгоды извлечения углекислого газа из морской воды, а не из атмосферы. Данные исследования изложены в работе в журнале Energy & Environmental Science. Практическая демонстрация предложенной технологии будет проведена в течение следующих двух лет. Если всё получится, в мире появится новый вид бизнеса — извлечение CO₂ из морей и океанов на коммерческой основе и без субсидий.

Источник изображения: MIT

Согласно данным МЭА (International Energy Agency) за 2022 год, самые эффективные технологии улавливания углекислого газа из атмосферы требуют около 6,6 ГДж энергии или 1,83 МВт•ч на тонну уловленного CO₂. Значительная часть затраченной на это энергии идёт на поддержание рабочих температур абсорбентов или для работы компрессоров, сжимающих воздух до эффективных величин давления.

По некоторым оценкам, к 2030 году стоимость улавливания тонны CO₂ будет лежать в пределах от $300 до $1000. Сегодня самый высокий налог на выбросы углекислого газа взимается с промышленников Уругвая: $137 за тонну. Эта сумма не покрывает и долго не будет покрывать затраты на извлечение CO₂ из атмосферы, но с морской водой всё может быть иначе, уверены в MIT.

Углекислый газ выгоднее извлекать из морской воды хотя бы потому, что его концентрация там в 100 раз больше, чем в воздухе. Океаны и моря являются естественными абсорбентами CO₂. Утверждается, что морские воды поглощают 30–40 % от ежегодных выбросов углерода человечеством. Ранее были предложены способы извлечения углекислого газа из воды, но они требовали либо дорогих мембран для фильтрации, либо постоянной подачи химических реагентов.

В предложенной учёными MIT системе морская вода проходит через две камеры. В первой камере пропущенный по электродам ток насыщает жидкость протонами и подкисляет её, превращая растворенные неорганические бикарбонаты в углекислый газ. В камере с вакуумом происходит дегазация жидкости и извлечение углекислого газа. Во второй камере обратная полярность на электродах заставляет протоны оседать на электрических контактах и это подщелачивает воду, после чего её сбрасывают в океан.

По мере истощения электродов в первой камере и насыщения ими протонами во второй полярность приложенного напряжения в камерах меняется и воду с тем же результатом можно прокачивать в обратной последовательности — забирать второй камерой и выбрасывать из первой — с тем же эффектом извлечения CO₂. Затем процесс снова повторяется в обратной последовательности. В конечном итоге это приводит к загрязнению электродов осадочными минералами, но это решаемая проблема.

Наконец, предложенный процесс позволяет возвращать в океан воду с щелочным балансом, что будет хорошо для экологии. Океан закисляется — это уже привело, например, к гибели коралловых рифов и ряда морской живности.

Учёные не скрывают, что для реализации проекта придётся ещё много работать. Готового проекта по предложению нет, но это всё решаемые задачи и бояться их нечего. В конечном итоге учёные надеются снизить стоимость извлечения углекислого газа из морской воды до $56 за тонну или около того. Это станет толчком к коммерциализации данного направления.

Список компаний, выбранных для строительства на территории Европейского союза малых модульных атомных реакторов, пополнился британской Rolls-Royce. Ранее для аналогичных программ были выбраны компании NuScale и GE Hitachi. Компания Rolls-Royce подписала Меморандум о взаимопонимании с польской компанией Industria, тогда как NuScale рассчитывает начать покорение Европы с Румынии, а GE Hitachi — с Эстонии.

Источник изображения: Rolls-Royce

Следует сказать, что основная идея государственной компании Industria, которая является частью открытого акционерного общества Industrial Development Agency JSC (IDA), заключается в создании сети атомных электростанций для производства «низкоуглеродного» водорода. Будущий кластер, помимо обеспечения польских потребителей электроэнергией, будет производить от 50 тыс. т водорода в год.

Первый типовой проект малого модульного реактора Rolls-Royce предусматривает энергетический объект мощностью 470 МВтэ. Это уменьшенная копия водяного реактора под давлением, что облегчает проектные работы и сертификацию, но ведёт к кратному увеличению объёмов ядерных отходов (мощность реактора падает на порядок, а объём материалов для реактора уменьшается не столь сильно). В Великобритании первый реактор по данному проекту обещают ввести в эксплуатацию в 2029 году, но разрешение на строительство будут получать не раньше середины 2024 года.

Согласно предварительной договорённости с Industria, первый в Польше кластер из реакторов Rolls-Royce может включать до трёх установок. Также рассматривается возможность заменить более 8 ГВт мощностей угольных электростанций в южной Польше на ММР Rolls-Royce с 2030 по 2040 годы.

Это не единственный атомный проект для Польши. Страна находится в начале процесса широкомасштабного перехода на атомную энергию в рамках планов по декарбонизации. Так, в прошлом году правительство страны выбрало реакторы AP1000 компании Westinghouse для первой части плана по строительству к 2040 году шести полномасштабных реакторов мощностью до 9 ГВт, а южнокорейская Korea Hydro & Nuclear Power согласовала отдельный план строительства АЭС в Патнове с польскими компаниями ZE PAK и Polska Grupa Energetyczna.

Не менее амбициозные планы по строительству в Польше малых модульных реакторов. В частности, неделей ранее компания PKN Orlen заявила, что готовится объявить места для размещения до 79 реакторов SMR BWRX-300 компании GE Hitachi Nuclear Energy. Также в прошлом месяце французская EDF подписала соглашение с компанией Respect Energy о разработке проектов ядерной энергетики на основе технологии Nuward SMR.

В июле 2022 года производитель меди и серебра компания KGHM Polska Miedz SA подала заявку в Национальное агентство по атомной энергии Польши об оценке электростанции VOYGR SMR компании NuScale. KGHM заявляет, что её целью является развертывание первой электростанции NuScale VOYGR SMR в Польше уже в 2029 году. Черты будущего энергетики Польши и значительной части Европейского союза меняются так быстро и так сильно, что остаётся только удивляться, о чём все думали раньше?

Свежий анализ Международного энергетического агентства (МЭА) раскрывает, что к 2025 году в мировом энергетическом секторе произойдёт переломный момент. К этому времени энергия из возобновляемых источников начнёт доминировать в мировой генерации, что подчеркнёт закат ископаемой энергетики. К этому подталкивает сама природа, которая беспощадна к людям за последствия загрязнений.

Источник изображения: Pixabay

Данные последних лет показывают, что рост поставок возобновляемой энергии опережает рост генерации с помощью ископаемого топлива. В ближайшие несколько лет почти все новые поставки электроэнергии в мире будут осуществляться за счет возобновляемой и ядерной энергии, что благоприятно скажется на климате — ограничит выбросы и загрязнение.

В частности, до 2025 года безуглеродная энергетика удовлетворит во всём мире свыше 90 % нового спроса на электроэнергию. И большая часть этой энергии будет поступать из возобновляемых источников, включая солнечную, ветровую и гидроэнергетику. Также свой вклад внесёт ядерная энергетика, временно признанная чистой, но ядерный ренессанс будет сравнительно скромный, считают аналитики. Тем не менее, всё вместе приведёт к переломному моменту в энергетике и к её решающему «озеленению».

В 2022 году выбросы углекислого газа достигли пика, находят в МЭА, но дальше эти показатели выйдут на плато и начнут снижаться. «Мы близки к переломному моменту для выбросов в энергетическом секторе», — заявил сегодня в пресс-релизе исполнительный директор МЭА Фатих Бироль (Fatih Birol).

Если говорить предметно, то к 2025 году аналитики МЭА ожидают, что на долю возобновляемых источников придётся 35 % мирового производства электроэнергии. Доля угля в генерации снизится до 33 %. Природный газ сохранит вклад в выработку электричества на уровне 20 %, а атомная энергетика увеличит свою долю до 10 %.

Специалисты подчёркивают, что глобальное изменение климата уже негативно сказывается на выработке электроэнергии, заставляя снижать поставки ветряной и гидроэнергетики, а также тормозя работу атомной генерации за счёт обмеления водных ресурсов. Всё это указывает на усиление зависимости от природы и заставляет серьёзнее относиться к сокращению генерации за счёт ископаемого топлива. Мировой системе электрогенерации жизненно важно становиться устойчивее и чище, тут двух мнений быть не может, уверены в МЭА.

Традиционный способ добычи водорода с помощью электролиза требует девять литров пресной воды для получения каждого килограмма водорода. С учётом дефицита водного ресурса курс на водород вызывает сомнения. Использование неподготовленной морской воды могло бы стать выходом, но до недавних пор приемлемой технологии для прямой добычи водорода из океанских вод не существовало.

Источник изображения: Pixabay

Решение нашли учёные из Австралии в сотрудничестве с коллегами из университетов Тяньцзинь и Нанкай в Китае и Университета штата Кент в США. По словам исследователей, они разработали способ для улучшения обычных коммерческих электролизёров, который позволяет расщеплять морскую воду с «почти 100-процентной эффективностью» без какой-либо предварительной обработки кроме фильтрации.

Традиционные металлические катализаторы на основе платины и других драгоценных металлов требуют длительной и сложной подготовки морской воды для добычи водорода. Учёные смогли приспособить для этого дешёвые катализаторы из оксида кобальта и оксида хрома, но предварительно обработали их поверхность так называемой кислотой Льюиса. В обычных условиях ионы хлора из морской воды разрушают такие соединения или вода засоряет катализаторы нерастворимыми осадками соединений магния и кальция, что быстро снижает площадь рабочей поверхности. Добавление кислоты блокирует все деструктивные химические процессы и позволяет недорогим катализаторам дольше оставаться рабочими даже в такой неподготовленной среде.

«Мы разделили обычную морскую воду на кислород и водород с почти 100-процентной эффективностью, чтобы получить экологически чистый водород путём электролиза, используя недрагоценный и дешёвый катализатор в коммерческом электролизёре», — сказал профессор Шижан Цяо.

«Производительность коммерческого электролизёра с нашими катализаторами, работающего в морской воде, близка к производительности платиновых/иридиевых катализаторов, работающих на сырье из высокоочищенной деионизированной воды», — добавил другой автор работы.

Предложенный метод был испытан в лабораторных условиях на небольшой установке. На следующем этапе учёные попытаются масштабировать решение для приближения к стадии коммерческого внедрения. Самым важным в разработке представляется возможность простой доработки уже существующих электролизёров, но есть и другие не менее интересные технологии добычи водорода из неподготовленной морской воды. Рано или поздно что-то из этого придётся брать на вооружение.

Приятным бонусом к добыче водорода из морской воды идёт получение пресной воды и полезных ресурсов. Всё это расценивается, как возможность развить на побережьях морей и океанов фабрик по добыче ценных ресурсов.