- У 2024 році концентрація CO₂ в атмосфері досягла приблизно 426 частин на мільйон, що приблизно на 50% вище за доіндустріальний рівень.
- Дослідники Каліфорнійського університету в Берклі розробили цинк-гідридний MOF під назвою ZnH-MFU-4_l, який може уловлювати CO₂ з гарячих димових газів при 300°C з ефективністю понад 90%, що дозволяє потенційну інтеграцію безпосередньо у димарі.
- У жовтні 2024 року COF-999, ковалентна органічна структура, декорована поліамінами, повністю видаляла CO₂ з навколишнього повітря під час випробувань: 200 грамів уловлювали близько 20 кілограмів на рік і зберігали стабільність протягом 100 циклів.
- Новий MOF-фільтр продемонстрував до 99% видалення CO₂, використовуючи приблизно на 17% менше енергії та на 19% менше витрат, ніж традиційні амінні системи, що ілюструє значне підвищення енергоефективності.
- Мінеральний циклінг компанії Heirloom Carbon використовує оксид кальцію, отриманий із вапняку, для пасивного поглинання CO₂ та його вивільнення при нагріванні; заявлена потенційна вартість видалення — менше $100 за тонну при масштабуванні, а фінансування у 2023–2024 роках перевищило $150 мільйонів.
- Норвезький проєкт Brevik CCS розпочав випробування з уловлювання CO₂ на цементному заводі Heidelberg Materials у 2025 році; він розрахований на уловлювання близько 400 000 тонн на рік, а зріджений CO₂ транспортується до резервуару для зберігання під Північним морем у рамках проєкту Northern Lights.
- DAC-завод Mammoth компанії Climeworks в Ісландії запущено у 2024 році: 72 колектори здатні уловлювати до 36 000 тонн CO₂ на рік, завод працює на геотермальній енергії, а мета — досягти мегатонного масштабу до 2030 року і гігатонного — до 2050 року.
- США розширили підтримку DAC, виділивши $3,5 мільярда на регіональні DAC-хаби, $1,8 мільярда на фінансування до дев’яти нових DAC-об’єктів і податковий кредит 45Q до $180 за тонну для зберігання DAC CO₂ (та $85 за тонну для зберігання CO₂ з точкових джерел), а також $2,6 мільярда на інфраструктуру транспортування та зберігання.
- DAC-хаб Project Cypress у Луїзіані планує уловлювати близько 1 мільйона тонн CO₂ на рік, використовуючи соляні формації King Ranch, які можуть зберігати до 3 мільярдів тонн.
- Китайський CarbonBox став першим вітчизняним DAC-модулем, що пройшов випробування на надійність у липні 2024 року; він може уловлювати понад 100 тонн CO₂ на рік з ефективністю 99% і розроблений для модульного розгортання до мільйонних масштабів.
Нагальна потреба у вловлюванні вуглецю
Рівень вуглекислого газу (CO₂) в нашій атмосфері досяг рекордних значень, спричиняючи небезпечні зміни клімату. У 2024 році концентрація CO₂ сягнула близько 426 частин на мільйон – приблизно на 50% вище, ніж доіндустріальний рівень news.berkeley.edu. Скорочення викидів є надзвичайно важливим, але експерти погоджуються, що цього буде недостатньо. Міжурядова група експертів зі зміни клімату (IPCC) стверджує, що ми також повинні видалити мільярди тонн CO₂, які вже знаходяться в повітрі, щоб досягти глобальних кліматичних цілей reuters.com, news.berkeley.edu. Саме тут на допомогу приходять технології уловлювання вуглецю: уловлювання CO₂ на джерелі (наприклад, електростанції чи заводи) і навіть безпосередньо з навколишнього повітря, щоб досягти “негативних викидів”. Як зазначив один із кліматологів, покладатися лише на видалення вуглецю ризиковано – “Тільки завдяки амбітному скороченню викидів у найближчій перспективі ми зможемо ефективно зменшити ризики… [але] видалення CO₂ (CDR) може допомогти уповільнити потепління” reuters.comreuters.com. Коротко кажучи, нам потрібні уловлювання та видалення вуглецю разом зі скороченням викидів, і нещодавні прориви роблять ці технології більш життєздатними.
Навіщо потрібно уловлювання вуглецю? Важко декарбонізовані галузі (цемент, сталь, енергетика) все ще викидають великі обсяги CO₂. Уловлювання вуглецю може видаляти CO₂ з їхніх викидів, не даючи йому потрапити в атмосферу. Наприклад, виробництво цементу саме по собі спричиняє ~7–8% глобальних викидів CO₂, і уловлювання цих “технологічних викидів” довгий час вважалося дуже складним ccsnorway.com. Тим часом, системи безпосереднього уловлювання з повітря (DAC) можуть вилучати розбавлений CO₂ з відкритого повітря (близько 0,04% концентрації) – це величезний виклик, але необхідний, якщо ми прагнемо знизити CO₂, який вже накопичився в атмосфері news.berkeley.edu. “На безпосереднє уловлювання з повітря покладаються, щоб зупинити зростання рівня CO₂… Без цього ми не досягнемо мети обмежити потепління до 1,5 °C,” зазначили в Центрі зміни клімату UC Berkeley, підсумовуючи висновки IPCC news.berkeley.edu.
До недавнього часу уловлювання вуглецю було дорогим, енергоємним і здебільшого обмежувалося пілотними проєктами. Традиційне уловлювання використовує рідкі аміни (хімічні речовини, що зв’язують CO₂) у великих баштах-очисниках, які працюють для концентрованих димових газів, але споживають багато енергії – і вони неефективні для низьких рівнів CO₂, як у повітрі news.berkeley.edu. Однак у 2024–2025 роках вчені та інженери по всьому світу представили нові структури та технології, які обіцяють зробити уловлювання CO₂ значно ефективнішим, доступнішим і масштабованим. Від передових матеріалів, схожих на губку, які вбирають CO₂, до величезних нових заводів, що зберігають CO₂ тисячами тонн, ці інновації прискорюють гонку за очищення нашої атмосфери.
Нижче ми розглядаємо найновіші прориви в уловлюванні CO₂ – включаючи передові матеріали (металоорганічні каркаси, ковалентні органічні каркаси, сорбенти), нові процеси (від високотемпературного уловлювання до DAC на сонячній енергії) та великі проєкти й ініціативи по всьому світу. Ми також включаємо думки провідних вчених і кліматичних експертів про те, що ці розробки означають для боротьби зі зміною клімату.
Передові матеріали для уловлювання CO₂: MOF, COF і сорбенти
Велика революція в уловлюванні вуглецю відбувається завдяки матеріалознавству. Дослідники створили нові пористі тверді речовини з вражаючою здатністю захоплювати молекули CO₂. Два головних «гравці» – це металоорганічні каркаси (MOF) і ковалентні органічні каркаси (COF) – кристалічні матеріали з наноскопічними порами, які діють як губки з великою площею поверхні для газів. Ці каркаси можна індивідуально налаштовувати хімічними групами, що захоплюють CO₂, пропонуючи величезні переваги над традиційними рідкими аміновими фільтрами energiesmedia.comatoco.com.
- MOF (метало-органічні каркаси): MOF складаються з атомів металу, з’єднаних органічними лінкерами, утворюючи відкриту ґратку з такою великою внутрішньою площею поверхні, що «лише один грам має еквівалент площі футбольного поля» energiesmedia.com. Вчені можуть модифікувати пори MOF функціональними групами (наприклад, амінами або іншими реактивними центрами) для селективного захоплення CO₂. MOF вивчають для уловлювання CO₂ вже понад десятиліття, але нові формулювання піднімають ефективність на новий рівень. Наприклад, наприкінці 2024 року команда Каліфорнійського університету в Берклі під керівництвом професора Джеффрі Лонга відкрила MOF, здатний захоплювати CO₂ з гарячих димових газів – при 300 °C, що значно перевищує межі звичайних матеріалів news.berkeley.edu. Цей MOF, відомий як ZnH-MFU-4𝓁, використовує у своїх порах гідрид цинку (ZnH) замість амінів, і ці центри виявилися надзвичайно стабільними при високих температурах news.berkeley.edu. «Наше відкриття здатне змінити уявлення науковців про уловлювання вуглецю. Ми з’ясували, що MOF може захоплювати CO₂ при безпрецедентно високих температурах… що раніше вважалося неможливим», – сказав доктор Кертіс Карш, співавтор дослідження news.berkeley.edu. Матеріал досяг понад 90% уловлювання CO₂ у змодельованих викидах (рівень, який називають «глибоким уловлюванням»), навіть при ~300 °C, з ємністю, порівнянною з найкращими аміновими сорбентами news.berkeley.edu. Це змінює правила гри для таких галузей, як цементна та сталеливарна, де температура димових газів часто сягає 200–400 °C news.berkeley.edu. Замість встановлення складних систем охолодження для використання традиційних методів уловлювання, такі високотемпературні MOF одного дня можуть бути інтегровані безпосередньо у димові труби. Як зазначив професор Лонг, «Ця робота показує, що з правильною функціональністю – тут, з центрами гідриду цинку – швидке, оборотне, високоефективне уловлювання CO₂ дійсно можливе при високих температурах, таких як 300 °C» news.berkeley.edu. Дослідники зараз вивчають варіанти цього MOF і налаштовують його металеві центри для захоплення інших газів або ще більшого підвищення ємності news.berkeley.edu.
- COF (Ковалентні органічні каркаси): COF схожі на MOF, але без металу – вони повністю складаються з легких елементів (C, H, N, O), з’єднаних міцними ковалентними зв’язками. Це може робити їх більш стійкими до певних умов. У жовтні 2024 року команда під керівництвом проф. Омара Ягі (винахідника MOF/COF) та проф. Лаури Гальярді представила COF-999 – новий COF для уловлювання CO₂, який вразив дослідників своєю ефективністю pme.uchicago.edu. COF-999 – це пориста решітка, чиї гексагональні канали “декоровані поліамінами” – по суті, довгими ланцюгами аміногруп, вирощеними всередині пор pme.uchicago.edu. Ці аміни діють як молекулярні гачки для CO₂. У випробуваннях в UC Berkeley навіть невелика проба COF-999 змогла повністю видалити CO₂ з навколишнього повітря. “Ми пропустили повітря Берклі – просто зовнішнє повітря – через матеріал, щоб побачити, як він працюватиме, і це було прекрасно. Він повністю очистив повітря від CO₂. Повністю,” повідомив проф. Ягі news.berkeley.edu. За словами дослідників, 200 грамів COF-999 (приблизно півфунта) можуть уловлювати 20 кг CO₂ на рік, що приблизно дорівнює кількості, яку поглинає доросле дерево news.berkeley.edu. Важливо, що COF-999 надзвичайно стабільний: він показав відсутність деградації протягом 100 циклів уловлювання та вивільнення CO₂ pme.uchicago.edu. “Він дуже стабільний як хімічно, так і термічно, і може використовуватися щонайменше 100 циклів,” сказала проф. Гальярді pme.uchicago.edu. Ця довговічність вирішує велику проблему – багато попередніх матеріалів руйнувалися після багаторазового використання, особливо через воду або забруднювачі в повітрі. Каркас COF-999 побудований з олефінових (вуглець-вуглець) зв’язків, які є одними з найміцніших у хімії news.berkeley.edu. На відміну від деяких MOF, які руйнувалися у вологому повітрі або в лужних умовах, цей COF не реагує на воду, кисень та інші гази news.berkeley.edu. “Уловлювати CO₂ з повітря дуже складно – потрібна велика ємність, висока селективність, стійкість до води, низька температура регенерації, масштабованість… Це складне завдання,” пояснив Ягі, “У цього COF міцний каркас, він потребує менше енергії, і ми показали, що він витримує 100 циклів wбез втрати ємності. Жоден інший матеріал не показав такої ефективності” news.berkeley.edu. Насправді, Ягі назвав COF-999 “фактично найкращим матеріалом для прямого захоплення CO₂ з повітря” на сьогодні news.berkeley.edu. Поглинання CO₂ становить до 2 мілімолі на грам сорбенту, що ставить його серед лідерів серед твердих сорбентів news.berkeley.edu. І оскільки він вивільняє CO₂ при нагріванні лише до ~60 °C (140 °F), потенційно можна використовувати низькотемпературні джерела тепла для регенерації news.berkeley.edu. Команда вже використовує AI-технології для розробки ще кращих каркасів, прагнучи створити матеріали, які могли б захоплювати “вдвічі більше CO₂” до необхідності регенерації pme.uchicago.edu. Такий пошук за допомогою AI стає все більш поширеним: наприклад, дослідники з Університету Іллінойсу в Чикаго та Аргонської національної лабораторії нещодавно використали обчислювальну платформу для скринінгу 120 000 гіпотетичних структур MOF і визначили перспективні для захоплення CO₂ energiesmedia.com. Лабораторія Ягі також створила стартап Atoco, щоб комерціалізувати ці ретикулярні матеріали для уловлювання вуглецю.
- Тверді сорбенти та інші матеріали: Окрім MOF і COF, випробовуються різноманітні нові тверді сорбенти. Серед них — модифіковані цеоліти, пористі полімери, іонообмінні смоли та навіть матеріали, натхненні біологією. Багато з них функціоналізовані аміногрупами для хімічного зв’язування CO₂. Мета — досягти високої ємності та селективності до CO₂, водночас потребуючи менше енергії для регенерації, ніж рідкі амінові розчини. Деякі стартапи досліджують сорбенти на основі ферментів або електрохімічне уловлювання CO₂ (використання електрики для вивільнення CO₂ замість тепла). Інші, такі як Heirloom Carbon у США, застосовують інший підхід: використання природних мінералів. Heirloom розподіляє оксид кальцію (отриманий із вапняку), який пасивно поглинає CO₂ з повітря, перетворюючись назад на карбонат кальцію, а потім нагріває його для вивільнення чистого CO₂ та регенерації оксиду. Такий підхід мінерального циклу використовує дешеві, доступні матеріали (фактично прискорене вивітрювання вапняку). У 2023–2024 роках Heirloom залучила значні інвестиції для масштабування — понад 150 мільйонів доларів — і будує свої перші комерційні об’єкти businesswire.com, heirloomcarbon.com. Хоча цей процес повільніший за системи з вентиляторами, мінеральний DAC може бути недорогим і працює на теплі; Heirloom стверджує, що може досягти витрат на видалення менше $100/тонна у масштабі. Тим часом, мембрани для уловлювання CO₂ поступово вдосконалюються, хоча вони переважно працюють для концентрованих газів. Дослідники також розробляють гібридні сорбенти (наприклад, зв’язування ферментів або рідкоподібних матеріалів на твердих носіях), щоб поєднати найкращі властивості кожного. Ландшафт матеріалів стрімко розширюється завдяки AI-дизайну та високопродуктивному тестуванню. Як зазначило одне енергетичне медіа, «складні метал-органічні каркаси… функціонують як молекулярні губки», і в поєднанні з розумною інженерією процесів (наприклад, вакуумні цикли) нові системи продемонстрували до 99% видалення CO₂ у лабораторних тестах — значно вище за типові 50–90% для старіших технологій energiesmedia.com. Коротко кажучи, сучасні матеріали дозволяють уловлювати вуглець ефективніше (захоплюючи більшу частку CO₂, >95–99% у деяких випадках) і використовувати менше енергії. Наприклад, один новий MOF-фільтр досяг такої ж швидкості уловлювання CO₂ із приблизно на 17% меншою енергією та на 19% нижчими витратами порівняно зі звичайними аміновими системами energiesmedia.com. Усі ці досягнення критично важливі, оскільки менше енергоспоживання означає дешевшу експлуатацію та менший вуглецевий слід самого процесу уловлювання.
Інноваційні процеси уловлювання CO₂ та синергії
Паралельно з новими матеріалами інженери переосмислюють як уловлюється та вивільняється CO₂, роблячи процес більш практичним. Традиційне уловлювання вуглецю часто використовує адсорбцію з коливанням температури або тиску – сорбент піддають впливу газу, щоб він адсорбував CO₂, а потім змінюють умови (нагрівають або знижують тиск), щоб змусити його вивільнити CO₂ для зберігання. Нові методи вдосконалюють цей цикл:
- Синергія вологісного перемикання та водозбору: Проривна ідея 2024 року — використання водяної пари для сприяння десорбції CO₂. У статті, опублікованій у Nature Communications (листопад 2024), дослідники показали, що додавання імпульсу вологості може значно знизити енерговитрати на регенерацію сорбентів DAC nature.com. Їхній метод захоплює як воду, так і CO₂ з повітря за допомогою твердого амінного сорбенту; потім, при температурі близько 100 °C, вони вводять концентровану водяну пару, яка ефективно виштовхує CO₂ із сорбенту. Процес дав CO₂ чистотою 97,7% (готовий до зберігання чи використання) і одночасно виробляв прісну воду, все це без потреби у вакуумних насосах чи парових котлах високого тиску nature.com. Насправді, простого локального продування парою було достатньо, щоб відновити 98% уловленого CO₂ із приблизно на 20% меншими енерговитратами nature.com. Ще більш вражаюче, вони продемонстрували прототип, що працює повністю на сонячному теплі, показавши потенціал DAC-установок, які працюють на відновлюваній енергії у віддалених районах nature.com. Ця концепція «розподіленого DAC» – використання сонячного світла та навколишньої вологи – може забезпечити доступне видалення вуглецю у регіонах із дефіцитом води з одночасним виробництвом води. Це кмітливий підхід до проблеми: зазвичай вода вважається забруднювачем при уловлюванні CO₂ (вологе повітря знижує ефективність багатьох сорбентів), але тут вода стає перевагою для вивільнення CO₂.
- Енергоефективна регенерація: Ще одним напрямком є підвищення ефективності етапу вивільнення CO₂. Один із прикладів — інтеграція тепла. На першому у світі проєкті з уловлювання вуглецю на цементному заводі в Норвегії (розглядається далі) інженери впровадили систему відновлення тепла уловлювання вуглецю: відпрацьоване тепло від компресора CO₂ повторно використовується для генерації пари, яка допомагає приводити в дію аміновий скрубер, забезпечуючи близько однієї третини необхідного тепла для регенерації man-es.com. Повторне використання тепла, яке інакше було б втрачено, суттєво знижує енергетичні витрати на уловлювання man-es.com. Цифрова оптимізація процесу також скоротила час запуску та усунула деякі непотрібні компоненти, зробивши систему більш гнучкою в експлуатації man-es.comman-es.com. Аналогічно, багато нових систем уловлювання використовують вакуумну або тискову адсорбцію з використанням сучасних сорбентів, щоб повністю уникнути нагрівання: вони створюють вакуум для вивільнення CO₂ із сорбенту при кімнатній температурі, економлячи енергію. Деякі конструкції чергують між двома або більше шарами сорбенту, щоб один уловлював, поки інший регенерується, забезпечуючи безперервну роботу (так працюють модулі DAC компанії Climeworks, використовуючи низьконапірну пару або вакуум для регенерації своїх фільтрів).
- Електрохімічні та каталізаторні підходи: Окрім теплових/тискових коливань, компанії впроваджують інновації з уловлюванням CO₂, що працює на електриці. Наприклад, відгалуження MIT під назвою Verdox розробляє електроадсорбцію, де прикладання напруги змінює спорідненість матеріалу до CO₂ — фактично, ви «заряджаєте» сорбент для захоплення CO₂, а потім «розряджаєте», щоб вивільнити CO₂, без значного нагрівання. Це може працювати на відновлюваній електроенергії та масштабуватися модульно. Інші дослідники додають каталізатори до систем на основі розчинників, щоб знизити енергію, необхідну для вивільнення CO₂ (наприклад, ферменти карбонгідрази або металеві каталізатори, які допомагають розривати зв’язок CO₂-амін при нижчих температурах). Хоча ці підходи переважно перебувають на стадії НДДКР, вони є перспективним напрямком для зниження енергетичних витрат на уловлювання завдяки розумнішій хімії замість грубого нагріву.
- Гібридні системи (CCUS): Деякі нові установки поєднують уловлювання CO₂ з негайним використанням, щоб покращити економічну ефективність. Наприклад, існують проєкти прямого уловлювання CO₂ з повітря для виробництва пального, де CO₂, вилучений з повітря, подається в реактор (разом із зеленим воднем) для створення синтетичного пального. Є пілотні проєкти, які поєднують DAC-установки з синтезом пального або з виробництвом бетону (мінералізація CO₂ у будівельні матеріали). В одному з помітних проєктів технологія DAC компанії Carbon Engineering буде поєднана з синтезом пального компанії Air Company на запропонованому заводі для виробництва авіаційного пального з атмосферного CO₂. Ще одна гібридна концепція — це BECCS (біоенергетика з CCS), де біоенергетичні електростанції уловлюють свої викиди CO₂ — досягаючи чисто негативних викидів, оскільки CO₂ походить з атмосферного вуглецю, який був зафіксований рослинами. Такі інновації ще перебувають на початковій стадії, але можуть створити джерела доходу (паливо, продукти), які компенсують витрати на уловлювання, допомагаючи масштабувати технологію.
Загалом, основна ідея — це ефективність та інтеграція: зробити установки для уловлювання CO₂ схожими на розумні машини, які збирають CO₂ з мінімальними енерговитратами, часто використовуючи природні процеси (наприклад, циркуляцію води, відпрацьоване тепло або відновлювану енергію). Ці технологічні прориви разом із новітніми матеріалами забезпечують рекордні результати в лабораторіях і на ранніх демонстраціях. Наприклад, використовуючи спеціальний MOF-фільтр і вакуумний цикл, одна команда нещодавно досягла 99% видалення CO₂ у лабораторних тестах, використовуючи приблизно на 17% менше енергії, ніж старіші методи energiesmedia.com, energiesmedia.com. Усі ці вдосконалення наближають нас до мрії про економічно ефективне уловлювання вуглецю у великих масштабах.
Уловлювання вуглецю на джерелі: очищення промисловості
Уловлювання CO₂ з точкових джерел — таких як електростанції, заводи та нафтопереробні заводи — є критично важливою складовою пом’якшення змін клімату. Ці джерела виробляють CO₂ у високій концентрації та обсягах, тому уловлювання тут може запобігти потраплянню великих викидів у повітря. Кілька важливих подій у 2024–2025 роках дали поштовх уловлюванню вуглецю з точкових джерел:
- Цемент і сталь – перші повномасштабні проєкти: На початку 2025 року норвезький проєкт Longship із уловлювання та зберігання вуглецю відзначив історичну віху: об’єкт Brevik CCS став першою у світі повномасштабною установкою з уловлювання CO₂ на цементному заводі ccsnorway.com. Після завершення будівництва наприкінці 2024 року Brevik CCS почав уловлювати CO₂ із цементного заводу Heidelberg Materials у Бревіку, Норвегія. До травня 2025 року він уже безпечно уловив свої перші 1 000+ тонн CO₂ під час пусконалагоджувальних випробувань ccsnorway.com. Після виходу на повну потужність він буде уловлювати 400 000 тонн CO₂ на рік, усуваючи близько 50% викидів заводу man-es.com. Цей CO₂ зріджується на місці та транспортується до постійного сховища під Північним морем у рамках проєкту Northern Lights ccsnorway.com. Це прорив для важкої промисловості – як зазначає Gassnova (норвезьке агентство з CCS), «Сектор цементу становить 7–8% світових викидів CO₂… Уловлювання процесних викидів у цій галузі довгий час вважалося надзвичайно складним. Той факт, що Brevik CCS тепер реально уловлює CO₂, є проривом… як у технологічному, так і в промисловому плані» ccsnorway.com. Це доводить, що навіть «важко скорочувані» промислові викиди CO₂ можна уловлювати у великих масштабах. Наступним стане норвезький завод із переробки відходів в енергію в Осло, який планують запустити з уловлюванням CO₂ (~400 тис. тонн/рік) у 2026 році, що ще раз продемонструє можливості CCS у різних секторах.
- Високотемпературне уловлювання для промисловості: Однією з головних перешкод для таких галузей, як сталь і цемент, було те, що їхні викиди занадто гарячі для звичайних CO₂-скруберів (які потребують охолодження газів до ~40–60 °C). Охолодження цих газів вимагає енергії та води, що ускладнює впровадження news.berkeley.edu. Новий MOF на основі гідриду цинку з UC Berkeley (згаданий раніше) безпосередньо вирішує цю проблему: він уловлює CO₂ при 300 °C, що є типовою температурою для димових газів цементних/сталеливарних підприємств news.berkeley.edu. Під час випробувань, що імітували реальні викиди (20–30% CO₂, присутність інших газів), цей MOF захоплював понад 90% CO₂ навіть при температурі, подібній до печі news.berkeley.edu. Такі матеріали можуть дозволити модернізацію систем уловлювання на промислових печах без встановлення великих охолоджувачів. Як зазначив д-р Карш, це відкриває “нові напрями в науці про розділення” – розробку сорбентів, що працюють в екстремальних умовах news.berkeley.edu. Наразі більшість проєктів точкового уловлювання все ще використовують удосконалені амінові розчини або уловлювання на основі аміаку, але і ці технології розвиваються. Наприклад, Китай у 2024 році оголосив, що запустить пілотні проєкти з уловлювання вуглецю на кількох вугільних електростанціях до 2027 року, паралельно з випробуваннями спалювання біомаси та аміаку для зниження викидів spglobal.com. Китайські інженери розробили власні системи уловлювання на основі розчинників і навіть мембранні контактори для димових газів електростанцій. Із зростанням політичної підтримки (китайські настанови 2024 року включили CCUS до офіційної дорожньої карти декарбонізації climateinsider.com), ми очікуємо побачити великомасштабні демонстраційні установки з уловлювання на вугільних і газових електростанціях в Азії найближчим часом.
- Електростанції на природному газі з CCS: У США та Великій Британії просуваються плани зі створення перших газових електростанцій із повним уловлюванням вуглецю. У британському регіоні Тіссайд проєкт Net Zero Teesside має на меті обладнати нову газову електростанцію CCS до кінця цього десятиліття, відправляючи CO₂ на зберігання в офшорні сховища в Північному морі. У США компанія NET Power (американський стартап) розробила електростанцію на основі циклу Аллама, яка за своєю суттю виробляє чистий потік CO₂ шляхом спалювання природного газу з чистим киснем у середовищі CO₂ – фактично це енергетичний цикл, що на виході дає рідкий CO₂, готовий до захоронення. Очікується, що електростанція NET Power потужністю 300 МВт запрацює в Техасі до 2026 року, потенційно ставши першою у своєму роді газовою електростанцією з нульовими викидами. Такі інтегровані проєкти можуть виробляти чисту енергію, одночасно уловлюючи майже 100% виробленого CO₂.
- Дешевші розчинники та модульні системи: Ряд компаній працюють над поступово кращими технологіями уловлювання вуглецю на джерелі – наприклад, Mitsubishi Heavy Industries та Aker Carbon Capture вже впровадили вдосконалені системи амінових розчинників, які знижують енергоспоживання приблизно на 30% у порівнянні зі старими амінами, завдяки запатентованій хімії, що зв’язує CO₂ так само міцно, але вивільняє його легше. Модульні установки для уловлювання (на рамі) просуваються на ринку, які можуть уловлювати, скажімо, 30–100 тонн CO₂ на добу від малих промислових джерел (наприклад, спиртових заводів чи цементних печей) без масштабної інфраструктури. Такі менші установки можна тиражувати для нарощування потужності. В Японії уряд поставив ціль до 2030 року уловлювати 6–12 мільйонів тонн CO₂ на рік (включаючи промисловість) і фінансує НДДКР нових розчинників та методів адсорбції iea.org. Мета – зробити уловлювання вуглецю plug-and-play для багатьох підприємств, а не створювати унікальні мегапроєкти щоразу.
Загалом, уловлювання вуглецю на джерелі у 2024–2025 роках переходить від пілотної стадії до реальних проєктів, які перехоплюють CO₂ з промислових процесів. З появою перших у своєму роді заводів, як-от Brevik, які доводять, що це можливо, тепер основна увага приділяється зниженню вартості та енергоспоживання – і тут нові матеріали та процеси відіграють велику роль. Кінцеве бачення полягає в тому, що в недалекому майбутньому вугільна електростанція чи цементний завод зможуть просто під’єднати модульну систему уловлювання, наповнену сучасними сорбентами (можливо, гранулами MOF чи подібними), які здатні видаляти понад 90% CO₂ навіть із гарячих, забруднених викидів, а потім або переробляти цей CO₂ у продукти, або безпечно закачувати під землю. Коли ці рішення стануть масовими, вони зможуть суттєво зменшити вуглецевий слід ключових галузей на перехідному етапі до чистіших альтернатив.
Уловлювання з повітря: вилучення CO₂ просто з атмосфери
У той час як уловлювання на джерелі запобігає новим викидам, Direct Air Capture (DAC) має на меті фактично зменшити вже наявний у атмосфері CO₂. DAC часто порівнюють із «пилососом для атмосфери» – завдання непросте, адже CO₂ становить лише близько 0,04% повітря. Але у 2024–2025 роках DAC зробив відчутний прогрес: з’явилися нові установки, а кращі сорбенти зробили процес більш реалістичним.
Масштабування установок DAC: У травні 2024 року швейцарська компанія Climeworks запустила найбільшу на сьогоднішній день установку DAC під назвою Mammoth в Ісландії climeworks.com. Mammoth приблизно у 10 разів більша за попередню установку Orca від Climeworks. Після виходу на повну потужність її 72 модульних колектори CO₂ зможуть вловлювати до 36 000 тонн CO₂ на рік з повітря climeworks.com. Установка працює на відновлюваній геотермальній енергії Ісландії; після вловлювання CO₂ передається компанії Carbfix, ісландському партнеру, яка закачує його глибоко під землю, де він мінералізується у камінь climeworks.com. Mammoth почала з встановлення 12 своїх колекторних модулів у 2024 році та вже “вловлює свій перший CO₂”, завершення очікується до кінця 2024 року climeworks.com. Спів-генеральний директор Climeworks Ян Вурцбахер назвав це “ще одним доказом на нашому шляху масштабування до мегатонної потужності до 2030 року та гігатонної до 2050 року”, підкресливши, що компанія отримує безцінний практичний досвід щодо оптимізації DAC у великих масштабах climeworks.com. Дійсно, Climeworks вже має сім років польової експлуатації та обробляє 200 мільйонів точок даних щодня зі своїх установок для вдосконалення ефективності climeworks.com. Уроки з Mammoth будуть використані для ще більших проєктів: Climeworks є частиною трьох запропонованих “мегатонних” DAC-хабів у США, усі з яких були відібрані у 2023 році Міністерством енергетики США для початкового фінансування climeworks.com. Найбільший з них, Project Cypress у Луїзіані, отримав $50 мільйонів на початку 2023 року для запуску інженерних робіт; очікується, що після будівництва він зможе вловлювати 1 мільйон тонн CO₂ на рік climeworks.com. Ці DAC-хаби у США мають на меті використати рясну відновлювану енергію та геологічне зберігання для радикального масштабування DAC.
Особливо великі ставки на DAC роблять у США. У 2022 році уряд виділив 3,5 мільярда доларів на регіональні DAC-хаби. Наприкінці 2024 року Міністерство енергетики запустило новий раунд фінансування на 1,8 мільярда доларів для підтримки до 9 нових DAC-об’єктів, від середніх (з уловом 2 000–25 000 тонн/рік) до великих (≥25 000 тонн/рік), а також інфраструктури “хабу” для з’єднання їх із місцями зберігання або використання energy.gov. Ця програма прямо шукає “трансформаційні” DAC-технології і допоможе перспективним розробкам подолати розрив між пілотним і комерційним масштабом energy.gov. Міністерка енергетики Дженніфер Ґранголм зазначила, що широке впровадження DAC буде ключовим для кліматичних цілей США та нової чистої індустрії. Декілька масштабних проєктів уже рухаються вперед: дочірня компанія Occidental Petroleum 1PointFive (у партнерстві з Carbon Engineering) отримала грант до 500 мільйонів доларів від DOE у 2024 році для будівництва DAC-заводу в Південному Техасі 1pointfive.com. Початкові 50 млн доларів підуть на інженерні роботи та обладнання для заводу, розрахованого на уловлювання 500 000 тонн CO₂ на рік з повітря, з планами масштабування до 1 мільйона тонн/рік і зрештою до 30 мільйонів/рік на цьому майданчику 1pointfive.com. “Великомасштабний DAC — одна з найважливіших технологій для досягнення організаціями та суспільством нульового балансу викидів,” — сказала CEO Occidental Віккі Голлаб, похваливши підтримку DOE та висловивши впевненість у досягненні “видалення CO₂ у масштабах, що мають значення для клімату” 1pointfive.com. DAC-хаб у Південному Техасі використовуватиме високотемпературний процес Carbon Engineering (із застосуванням розчинів гідроксиду калію та гігантських контактних апаратів для поглинання CO₂, а потім регенерації чистого потоку CO₂ шляхом кальцинації). Важливо, що ділянка в King Ranch, TX, має підземні соляні формації, здатні зберігати до 3 мільярдів тонн CO₂, що дозволить працювати десятиліттями 1pointfive.com. Поєднання уловлювання та зберігання в одному місці спростить логістику і може стати зразком для майбутніх DAC-ферм.
Глобальна участь: DAC — це не лише ініціатива США/Європи. У липні 2024 року Китай оголосив, що «CarbonBox», його перший вітчизняний модуль DAC, пройшов випробування на надійність news.cgtn.com. Розроблений Шанхайським транспортним університетом і державною компанією CEEC, CarbonBox — це модуль розміром із вантажний контейнер, який може вловлювати понад 100 тонн CO₂ на рік з повітря, із заявленою ефективністю вловлювання 99% news.cgtn.com. Повідомляється, що це наразі найбільший модуль DAC в Азії, і декілька таких модулів можуть бути розгорнуті модульно, щоб досягти масштабів у мільйони тонн щорічно news.cgtn.com. Кожен модуль CarbonBox, приблизно розміром зі стандартний контейнер, може бути зібраний і протестований на заводі, а потім доставлений на місце — дуже схожий підхід до того, як Climeworks або Carbon Engineering уявляють собі модульне розгортання DAC. Інтерес Китаю до DAC поєднується з його величезними потужностями відновлюваної енергетики, яка може забезпечувати ці системи енергією. В інших країнах стартапи з Канади, Австралії та Близького Сходу також долучаються до цієї сфери. Наприклад, CarbonCapture Inc. у США розробляє модульні блоки DAC із використанням MOF-сорбентів і має проєкт у Вайомінгу для використання відновлюваної енергії та мінерального зберігання. У Кенії компанія Octavia Carbon має на меті побудувати перший в Африці завод DAC (і була обрана фіналістом XPRIZE), використовуючи геотермальну енергію з Рифтової долини. Сфера стає по-справжньому глобальною, із обміном знаннями через такі ініціативи, як Mission Innovation «Видалення вуглекислого газу» та конкурс XPRIZE.
Проривні сорбенти для DAC: Ми вже обговорювали COF-999, новий чемпіон серед сорбентів для DAC, який «повністю очистив повітря від CO₂» під час тестів news.berkeley.edu. Такі матеріали будуть ключовими для вдосконалення DAC. Коли Climeworks починала десять років тому, вона використовувала комерційні сорбційні фільтри (тверді аміни на носії), які захоплювали кілька десятків міліграмів CO₂ на грам фільтра. Нові MOF та COF можуть захоплювати сотні міліграмів на грам, що потенційно означає стрибок у ємності на порядок. Це означає менші, ефективніші установки DAC. Стабільність COF-999 у вологому повітрі також вирішує велику проблему – попередні сорбенти для DAC часто деградували через вологу або вимагали попереднього осушення повітря (що марнує енергію) nature.com. Завдяки водостійким сорбентам, таким як COF-999, установки DAC можуть працювати на реальному зовнішньому повітрі без значної попередньої обробки. Ще один перспективний напрямок – орієнтація на регенерацію при нижчих температурах. Деякі нові сорбенти можна регенерувати при 80–100 °C, що означає, що відпрацьоване тепло або сонячна теплова енергія можуть забезпечувати цикл DAC (як показало дослідження в Nature з продувкою водяною парою при ~100 °C nature.com). Це дозволяє уникнути спалювання додаткового палива для отримання тепла, що робить чистий вуглецевий баланс більш сприятливим. Декілька дослідницьких груп також вивчають пряму фіксацію вуглецю з повітря за допомогою металевих оксидів, які вивільняють CO₂ при електрохімічному відновленні, пропонуючи альтернативу термічному циклу.
Динаміка вартості та енергоспоживання: Історично DAC була дуже енергоємною – перші установки Climeworks потребували близько 2 000 кВт·год тепла плюс 500 кВт·год електроенергії на тонну CO₂, а вартість становила близько $600–$1000 за тонну. Нові технології мають на меті суттєво це скоротити. Climeworks не розкриває точних показників Mammoth, але стверджує, що кожне нове покоління установок покращується. Підхід Carbon Engineering (високотемпературна хімія) оцінює енергоспоживання близько 8 ГДж (2 200 кВт·год) природного газу на тонну і вартість ~$250/тонна на їхньому першому великому заводі, з потенціалом зниження нижче $150 при масштабуванні. Завдяки таким матеріалам, як COF-999, і вдосконаленим процесам деякі дослідники прогнозують, що DAC може опуститися нижче $100 за тонну протягом десятиліття – це ключовий орієнтир для масового впровадження, оскільки приблизно за такої вартості вилучення вуглецю з повітря стає життєздатним кліматичним рішенням поряд з іншими заходами. Державна підтримка допомагає знижувати витрати: податковий кредит 45Q у США зараз пропонує $180 за тонну вилученого з повітря та збереженого CO₂, що стимулює ранні проєкти. На добровільному ринку вуглецю корпорації, такі як Microsoft, Stripe і Shopify, інвестували у DAC через попередні угоди про купівлю (через ініціативи на кшталт Frontier Climate), зараз сплачуючи преміальні ціни, щоб допомогти компаніям масштабуватися і знизити майбутні витрати.
Варто відзначити, що у 2023 році Microsoft погодилася придбати 315 000 тонн видалення CO₂ протягом 10 років у компаній Heirloom та CarbonCapture Inc., що є потужним вотумом довіри до технології DAC. А у 2024 році світовий авіаційний сектор через ініціативу Jet Zero почав інвестувати у DAC як джерело вуглецевих кредитів для компенсації викидів від авіаперельотів (наприклад, фонд сталого розвитку United Airlines вклав кошти у майбутній завод DAC). Усе це свідчить про те, що пряме уловлювання з повітря, яке колись було фантастикою, стрімко стає індустрією. «DAC зокрема — це не просто концепція, а реальна індустрія», йдеться у звіті про саміт DAC 2023 від Climeworks climeworks.com. Однак необхідний масштаб величезний — деякі дослідження вказують на мільярди тонн на рік видалення до середини століття, щоб суттєво обмежити зміну клімату reuters.com. Зараз ми на етапі кілотонн на рік, тож масштабування у 1 000 або 1 000 000 разів — це головний виклик майбутнього. Премія XPRIZE 2025 року за видалення вуглецю передбачає нагороду у $50 мільйонів командам, які зможуть продемонструвати життєздатні шляхи масштабування видалення понад 1 000 тонн/день, що підкреслює, наскільки нагальною та великою є ця потреба.
Державні та приватні ініціативи, що стимулюють прогрес
Усвідомлюючи важливість уловлювання CO₂, уряди та промисловість у всьому світі за останні два роки запустили масштабні ініціативи:
- США – «Місячна місія з уловлювання вуглецю»: США стали лідером у фінансуванні уловлювання та видалення вуглецю. Окрім згаданої програми DAC-хабів ($3,5 млрд), Офіс з управління викопним паливом та вуглецевим менеджментом Міністерства енергетики інвестує також у уловлювання вуглецю з точкових джерел — наприклад, у дослідження та розробки наступного покоління уловлювання для газових електростанцій та промислових об’єктів, а також у пілотні проєкти, як-от Project Cypress, який також буде уловлювати CO₂ з етанольного заводу на додачу до DAC. У 2024 році DOE також оголосило про $2,6 млрд на розширення інфраструктури транспортування та зберігання CO₂ (наприклад, трубопроводи та свердловини для зберігання) efifoundation.org, оскільки уловлювання CO₂ має сенс лише тоді, коли його можна безпечно захоронити або використати. Загальний кліматичний закон адміністрації Байдена (Inflation Reduction Act) суттєво підвищив податковий кредит 45Q (тепер до $85/тонна для зберігання CO₂ з точкових джерел і $180/тонна для зберігання CO₂ з DAC), що спричинило хвилю запланованих проєктів з уловлювання вуглецю в енергетиці, виробництві етанолу та промисловості, оскільки компанії прагнуть отримати кредити. Наприклад, кілька газових електростанцій у Луїзіані та Каліфорнії зараз розглядають можливість додавання установок для уловлювання, щоб претендувати на 45Q. Держава також продовжує підтримувати підвищення нафтовіддачі (EOR) із CO₂ — хоча це й суперечливо, CO₂-EOR (закачування уловленого CO₂ у нафтові родовища для підвищення видобутку нафти) дійсно зберігає певну кількість CO₂ і може забезпечити дохід для компенсації витрат на уловлювання. Частина CO₂ з техаського DAC-хабу може спочатку йти на EOR. Крім того, США фінансують хаби для зберігання (наприклад, соляні формації на узбережжі Мексиканської затоки та Середнього Заходу), які можуть приймати CO₂ з багатьох місць уловлювання. Усі ці кроки створюють екосистему для управління вуглецем.
- Європа – політика та проєкти: ЄС та Велика Британія також активно інвестують у вловлювання вуглецю, зосереджуючись на декарбонізації промисловості. Уряд Великої Британії у 2023 році обрав два промислові кластери (Гамбер і Ліверпульська затока) як Track-1 CCUS кластери для отримання фінансування та підтримки. Ці кластери планують обладнати кілька заводів і електростанцій системами вловлювання CO₂ до 2030 року, з’єднаними спільними CO₂ трубопроводами, що ведуть до офшорного зберігання у Північному морі. Серед проєктів – завод Drax біоенергетика з CCS (BECCS), який має на меті вловлювати 8 мільйонів тонн на рік з біомасової електростанції, та електростанція Net Zero Teesside з CCS. Інноваційний фонд ЄС надав кошти кільком CCS-проєктам, наприклад, установці з вловлювання вуглецю на заводі Dyneema в Нідерландах і DAC-проєктам за участю Climeworks і Carbfix в Ісландії (які допомогли побудувати Orca та Mammoth) climate.ec.europa.eu. У 2024 році ЄС також запропонував обов’язкову ціль видалити 5–10% викидів за допомогою CDR до 2040 року, фактично зобов’язуючи держави-члени впроваджувати такі рішення, як DAC або лісовідновлення, щоб вилучати CO₂ з атмосфери climeworks.com. Норвегія, окрім Longship, планує “Longship 2” для розширення CO₂-інфраструктури та, можливо, додавання нових місць вловлювання (наприклад, виробництво водню з CCS). По всій Європі реалізуються численні пілотні установки – від швейцарського заводу, що вловлює CO₂ з димових газів сміттєспалювального заводу, до іспанського проєкту, який тестує нові мембрани для вловлювання CO₂ на цементному заводі. Важливо, що Європа розробляє регуляторну базу для сертифікації видалення вуглецю, щоб компанії могли інвестувати у високоякісні видалення (наприклад, DAC) і зараховувати їх до кліматичних цілей у перевірений спосіб.
- Азія та Близький Схід: Ми вже бачили вхід Китаю у DAC з CarbonBox. Китай також експлуатує одні з найбільших у світі пілотних установок точкового вловлювання – наприклад, підприємство в провінції Цзянсу, що вловлює 500 000 тонн на рік з заводу з виробництва хімікатів із вугілля для використання у виробництві соди. Державні гіганти, такі як Sinopec, будують установки з вловлювання CO₂ на нафтопереробних і нафтохімічних заводах (CO₂ використовується для EOR або хімікатів). На Близькому Сході Саудівська Аравія та ОАЕ оголосили про плани масштабного впровадження технологій вловлювання вуглецю в рамках своїх зобов’язань щодо досягнення нульових викидів (наприклад, проєкт NEOM у Саудівській Аравії включає амбіції щодо DAC, а ADNOC в ОАЕ розширює вловлювання CO₂ з газопереробки). Примітно, що технологія прямого вловлювання з повітря була висвітлена на COP28 наприкінці 2023/на початку 2024 року, який проходив в ОАЕ – там навіть була представлена діюча демонстраційна установка DAC. Обидві багаті країни Перської затоки мають ідеальні умови для DAC: дешеву землю, багато сонячної енергії та геологію для зберігання CO₂. Можливо, саме в цих регіонах з’являться перші DAC-«ферми» гігатонного масштабу, якщо вартість знизиться.
- Приватний сектор і стартапи: Десятки стартапів змагаються у впровадженні інновацій у сфері уловлювання вуглецю. Окрім уже згаданих (Climeworks, Carbon Engineering/1PointFive, Heirloom, CarbonCapture Inc., Octavia, Verdox), серед інших — Global Thermostat (яка розробила процес DAC із використанням амінових пористих сорбентів на гофрованих панелях), Svante (використовує тверді сорбційні фільтри у обертовому ложі для уловлювання на джерелі; стверджують, що їхні фільтри на основі MOF можуть уловлювати CO₂ за ціною менше $50/тонна в промислових умовах), та Mission Zero (британський стартап, працює над електрохімічним DAC). Нафтогазові компанії інвестують у багато з них — Occidental у Carbon Engineering, Chevron у Svante, United Airlines у компанії з видалення вуглецю тощо. Тим часом, Atoco, стартап, заснований піонером MOF Омаром Ягі, розробляє «нові ретикулярні матеріали» для забезпечення рішень як для уловлювання вуглецю, так і для збору води з атмосфери atoco.com. «Наша технологія використовує на 50% менше енергії для уловлювання та розділення CO₂ з повітря або димових газів», — каже CEO Atoco Самер Таха atoco.com. Компанія розробила матеріали з надзвичайно високою спорідненістю до CO₂, що «драматично знижує енергоспоживання та витрати» на уловлювання atoco.com. Таке вдосконалення може зробити економічно доцільними менші, модульні установки для уловлювання у багатьох сферах застосування.
З боку фінансування приватний капітал активно надходить у сферу уловлювання та видалення вуглецю. Венчурні інвестиції у стартапи з видалення вуглецю різко зросли (до сотень мільйонів доларів у всьому секторі). А корпорації створюють клуби покупців, щоб забезпечити майбутній попит: консорціум Frontier (фінансується Stripe, Alphabet, Meta тощо) зобов’язався витратити $1 млрд на закупівлю постійного видалення вуглецю цього десятиліття, фактично гарантуючи ринок для компаній, які можуть забезпечити перевірене видалення CO₂. Це дало стартапам впевненість масштабувати R&D. Навіть з’являються маркетплейси для кредитів на видалення вуглецю, хоча обсяги поки що невеликі, а ціни високі (зараз понад $500 за тонну для DAC-кредитів).
Усі ці ініціативи — як державні, так і приватні — свідчать про потужний імпульс у розвитку уловлювання вуглецю. Як зазначає Global CCS Institute, впровадження технологій уловлювання вуглецю все ще відстає від необхідного для досягнення кліматичних цілей, але цей розрив починає скорочуватися завдяки новим політикам і проєктам catf.us. Складається враження, що момент уловлювання вуглецю настав — не як альтернатива скороченню викидів, а як необхідна паралельна стратегія.
Перспективи та думки експертів
Станом на 2025 рік технології уловлювання та видалення вуглецю переходять із наукової фантастики у реальність, але залишаються значні виклики. Провідні науковці підкреслюють як потенціал, так і обмеження цих технологій:
З одного боку, існує оптимізм. «Це, по суті, найкращий матеріал для прямого уловлювання вуглецю з повітря», — сказав Омар Ягі про COF-999, висловлюючи захоплення тим, як такі прориви «відкривають нові горизонти в наших зусиллях щодо вирішення кліматичної проблеми» news.berkeley.edu. Багато хто в цій галузі щиро сподівається, що завдяки подальшим інноваціям уловлювання вуглецю стане достатньо ефективним і дешевим для глобального впровадження. Бачення полягає в тому, що за кілька десятиліть у нас з’явиться нова індустрія масштабу сучасної нафтової й газової — але навпаки, яка працюватиме по всьому світу, щоб вилучати вуглець із системи. Це може включати «гігантські повітряні фільтри» у стратегічних місцях, як уявляє проф. Гальярді, з установками DAC, які «значно сприятимуть глобальним зусиллям із досягнення вуглецевої нейтральності» pme.uchicago.edu. Кліматичні моделювальники підтверджують, що негативні викиди від таких технологій, ймовірно, будуть необхідні для компенсації найскладніших для усунення джерел (таких як авіація, сільське господарство та історичні викиди), якщо ми хочемо залишитися поблизу потепління на 1,5 °C.
З іншого боку, експерти застерігають від сприйняття уловлювання вуглецю як чарівної палички або виправдання для зволікання зі скороченням використання викопного палива. Доктор Фатіх Біроль, голова Міжнародного енергетичного агентства, попередив, що «продовжувати працювати у звичному режимі для нафти й газу, сподіваючись, що масове впровадження уловлювання вуглецю скоротить викиди, — це фантазія». Іншими словами, уловлювання вуглецю може доповнювати, але не замінити швидкий перехід до чистої енергії x.com. Вчені також зазначають, що видалення вуглецю стосується вуглекислого газу, але не інших парникових газів чи кліматичних впливів. «Навіть якщо ви знизили температуру [за допомогою CDR], світ, який ми побачимо, вже не буде таким самим», — сказав доктор Карл-Фрідріх Шлёсснер, підкреслюючи, що такі проблеми, як підвищення рівня моря, не зникнуть просто так reuters.com. І ми маємо пам’ятати про масштаб: наразі всі установки DAC разом видаляють лише кілька тисяч тонн CO₂ на рік; природа (ліси, ґрунти) видаляє близько 2 мільярдів тонн; але щоб справді допомогти досягти кліматичних цілей, може знадобитися 7–10 мільярдів тонн на рік до середини століття reuters.com. Це колосальний виклик — приблизно у десять разів більше, ніж нинішнє видалення природою, або тисячі установок DAC розміру Mammoth. Для цього знадобляться постійні інновації, інвестиції та підтримка політики протягом багатьох десятиліть.
Висновок із подій 2024–2025 років полягає в тому, що крива навчання у сфері уловлювання вуглецю справді розпочалася. Вартість поступово знижується, а проєкти першого у своєму роді доводять ключові концепції. Ми бачимо перший цементний завод із CCS, перші профінансовані DAC-проєкти мегатонного масштабу, нові матеріали, які руйнують попередні обмеження (уловлювання CO₂ при 300 °C; витримують понад 100 циклів; працюють у вологому повітрі; уловлюють 99% CO₂ тощо), а уряди виділяють реальні кошти. Кожен успіх додає знань, що робить наступний проєкт простішим і дешевшим. Як зазначено в одному звіті, марафон зі створення індустрії видалення вуглецю лише розпочався, але бігуни нарешті стартували з місця youtube.com.
У найближчі роки стежте за цими “мегапроєктами” – якщо такі проєкти, як Project Cypress (США) або кластер Humber у Великій Британії, досягнуть успіху, вони уловлюватимуть CO₂ у безпрецедентних масштабах і покажуть, чи зможуть витрати знизитися, як очікується. Також зверніть увагу на конкурс XPRIZE Carbon Removal, який у 2024 році звузився до 20 фіналістів, що охоплюють DAC, уловлювання в океані, мінералізацію та інше xprize.org. Переможець (якого оголосять у 2025 році) має продемонструвати видалення 1 000 тонн CO₂ і реальний шлях до масштабування до 1 мільйона тонн на рік. Цей конкурс активізував креативність і призвів до того, що такі команди, як Heirloom, Carbfix та інші, отримали увагу та фінансування cen.acs.org.
Підсумовуючи, нові структури та технології для уловлювання CO₂ з’являються дуже швидко – від передових COF-кристалів, які діють як супер-губки для CO₂ news.berkeley.edu, до масштабних інженерних проєктів, що мають на меті викачувати вуглець із атмосфери мегатоннами climeworks.com. Кожен із них є частиною головоломки стабілізації клімату. Серед експертів панує “обережний оптимізм”. Так, уловлювання вуглецю – це технічно складно й наразі дорого, але досягнення 2024–2025 років показують, що людська винахідливість поступово долає ці виклики. Як зазначив професор Ягі щодо поєднання ШІ з хімією для розробки кращих сорбентів, “Ми дуже, дуже схвильовані” news.berkeley.edu – і це захоплення дедалі більше розділяють кліматологи, інженери, інвестори та політики, які вважають уловлювання вуглецю необхідним інструментом для передачі майбутнім поколінням придатної для життя планети.
Саме вловлювання вуглецю не врятує світ, але воно може дати нам час і зменшити накопичене забруднення, поки ми виконуємо складну роботу з декарбонізації. Завдяки проривним технологіям, які вже є у нашому розпорядженні, і ще більшій кількості на горизонті, колись теоретична ідея очищення нашої атмосфери стає реальністю. Наступні кілька років будуть вирішальними для масштабного впровадження цих рішень – і якщо нам це вдасться, майбутні покоління можуть озирнутися назад і визнати цей період світанком нової епохи видалення вуглецю, коли людство буквально почало очищати небо, щоб допомогти відновити безпечний кліматичний баланс.
Джерела: Дослідження та новини про уловлювання вуглецю (2024–2025) news.berkeley.edu, pme.uchicago.edu, ccsnorway.com, climeworks.com, 1pointfive.com, atoco.com, reuters.com, урядові оголошення та експертні коментарі energy.gov, news.berkeley.edu, energiesmedia.com, man-es.com, і оцінки клімату IPCC news.berkeley.edu, reuters.com.
