Углеродные технологии — это группа существующих и новых технологий, которые быстро преобразуют нефть и газ в энергию с низким уровнем выбросов. В совокупности эти технологии используют подход циклической углеродной экономики для управления и сокращения выбросов углекислого газа , одновременно оптимизируя биологические и промышленные процессы. [1] [2] Он построен на принципах циркулярной экономики для управления выбросами углерода: уменьшить количество выбросов углерода, попадающих в атмосферу, повторно использовать выбросы углерода в качестве сырья в различных отраслях промышленности, перерабатывать углерод через природный углерод. цикл с биоэнергией, а также для удаления углерода и его хранения. [3] [4] Углеродные технологии предоставляют третий вариант климатической и экологической политики в качестве альтернативы обычному бинарному бизнесу и радикальным изменениям . [5]
Управление выбросами углерода может быть достигнуто с помощью природных решений, таких как лесовосстановление и облесение, или с помощью технологических стратегий. [6] Доступные технологии варьируются от улавливания, использования и хранения углерода (CCUS), [7] [8] [9] до технологий отрицательных выбросов, таких как биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода , прямое улавливание углерода из воздуха, а также усиление выветривания . биотопливо и биоуголь из отходов, которые существуют в современных процессах.
Циклическая углеродная экономика представляет собой систему замкнутого цикла, которая включает в себя 4R – сокращение, повторное использование, переработку и удаление – и применяет их для управления выбросами углерода. [10]
Энергоэффективность , минимизация сжигания факелов, современные средства управления SCADA, [11] искусственный интеллект и повышение экологичности потребительских товаров входят в число стратегий, используемых для контроля антропогенных выбросов углерода. Это дополняет возможности сокращения использования ископаемого топлива за счет замены его низкоуглеродными источниками энергии, такими как атомная, гидроэнергетика, биоэнергетика и возобновляемые источники энергии, не выделяющие углерода. [12]
Углерод можно повторно использовать путем объединения потоков CO 2 для производства энергии, [13] при утилизации отходов и производстве продукции. [14] Его можно повторно использовать в топливе, технологиях повышения нефтеотдачи , химической промышленности, биоэнергетике, продуктах питания и напитках.
CO 2 может быть повторно использован в строительных материалах и обеспечивает долгосрочное хранение CO 2 .
CO₂ может быть химически преобразован с помощью органической химии в различные продукты, такие как удобрения, цемент, биотопливо, водка, углеродные нанотрубки, покрытия, пластмассы, метанол, алмазы, одежда, пена и моющие средства. [15] [16] [17]
CO₂ также преобразуется в другие виды энергии, например, в синтетическое топливо . Синтетические углеводородные топлива имеют важное значение в авиационной промышленности из-за небольшого количества доступных альтернатив с низким уровнем выбросов углерода. [18]
Выбросы углерода улавливаются как на стадии сгорания, так и непосредственно из атмосферы, [19] затем складируются в глубокие подземные геологические формации. [20] Примерами являются улавливание CO₂ на угольных и газовых электростанциях, углеводородном топливе и в тяжелой промышленности, такой как производство стали и цемента.
Посадка флоры, такой как мангровые заросли , также способствует сокращению за счет увеличения фотосинтеза . Мангровые деревья являются одними из крупнейших накопителей голубого углерода .
По оценкам МЭА , меры по повышению энергоэффективности , по прогнозам, составят более 40% сокращения выбросов, необходимого к 2040 году, чтобы соответствовать Парижскому соглашению . IRENA приходит к выводу, что меры по использованию возобновляемых источников энергии и энергоэффективности потенциально могут обеспечить более 90% сокращений выбросов углекислого газа, необходимых в соответствии с Парижским соглашением. [21]
По данным Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата , углеродные технологические решения позволят улавливать почти столько же выбросов, сколько возобновляемые источники энергии сократят к концу века. [22] МЭА также отмечает, что когда нефть и газ добываются путем увеличения нефтеотдачи, интенсивность выбросов в течение всего жизненного цикла может быть нейтральной или даже углеродоотрицательной. [23]
Согласно новому отчету исследовательской и консалтинговой фирмы Wood Mackenzie , Канада является лидером в области углеродных технологий, реализуя проекты, которые могут сократить выбросы парниковых газов в Канаде до 60% от их цели к 2030 году. [24]